網(wǎng)格化控制系統(tǒng)性能分析與調(diào)度優(yōu)化.pdf

1、控制系統(tǒng)復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)化是工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的必然結(jié)果，是為適應(yīng)企業(yè)對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程提出的更高要求而產(chǎn)生的集檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策等功能于一身的高柔性、高效率、高質(zhì)量的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。將通信網(wǎng)絡(luò)引入控制系統(tǒng)，連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的分布化和網(wǎng)絡(luò)化，同時(shí)也加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)控制和上層管理的聯(lián)系，從而改善了生產(chǎn)過(guò)程的安全性、可靠性、效率和消耗等性能。網(wǎng)絡(luò)的引入，改變了控制系統(tǒng)信息的傳遞方式，也改變了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

2、同時(shí)，在新結(jié)構(gòu)下，為保證控制的實(shí)時(shí)性、安全性、可靠性等，控制系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行性能也提出了相應(yīng)的要求。 本文就工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)構(gòu)造；既定網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的控制算法設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)性能的提高和優(yōu)化等內(nèi)容進(jìn)行了研究，其主要工作包括： 1.從工業(yè)系統(tǒng)對(duì)其控制系統(tǒng)要求的角度出發(fā)，第一章分析了控制結(jié)構(gòu)與其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)間的關(guān)系及控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能的要求。進(jìn)而針對(duì)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中存在的幾種典型網(wǎng)絡(luò)，從滿足控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、可

3、靠性、安全性等要求方面對(duì)其通信協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了系統(tǒng)地分析。 2.在給定網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)工作模式下，第二章建立了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的一類統(tǒng)一的采樣系統(tǒng)控制模型，通過(guò)本文提出的一種新的系統(tǒng)分析和綜合方法，分別對(duì)工業(yè)過(guò)程中普遍存在的兩類被控對(duì)象(線性系統(tǒng)模型和廣義系統(tǒng)模型)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，得到保守性較小的時(shí)延依賴的系統(tǒng)穩(wěn)定性條件。 3.在系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的基礎(chǔ)上，第二章還研究了給定最大網(wǎng)絡(luò)時(shí)延條件下控制器的設(shè)

4、計(jì)問(wèn)題，建立了網(wǎng)絡(luò)化線性系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化廣義系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制器的設(shè)計(jì)算法。 4.為確?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性，從提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的角度，第三章到第五章研究了網(wǎng)絡(luò)調(diào)度問(wèn)題。 ●在考慮控制系統(tǒng)性能、網(wǎng)絡(luò)特性、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源約束和數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性要求等多種因素情況下從保證控制系統(tǒng)性能、優(yōu)化帶寬資源占用、公平服務(wù)等角度研究了考慮調(diào)度抖動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的帶寬優(yōu)化問(wèn)題。以Token型和CAN型網(wǎng)絡(luò)為例分別提出了相應(yīng)的帶寬調(diào)度策略，并對(duì)所提