[优秀论文]网格化控制系统性能分析与调度优化.pdf

上海交通大学
博士学位论文
网格化控制系统性能分析与调度优化
姓名:白涛
申请学位级别:博士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:吴智铭
20050701
中文摘要关键词网络化控制系统,现场总线,工业以太网,实时性,可靠性,采样系统控制系统复杂化、网络化是工业控制系统发展的必然结果,是为适应企业对其生产过程提出的更高要求而产生的集检测、控制、优化、调度、管理和决策等功能于一身的高柔性、高效率、高质量的综合自动化系统。将通信网络引入控制系统,连接智能现场设备和自动化系统,实现了现场设备控制的分布化和网络化,同时也加强了现场控制和上层管理的联系,从而改善了生产过程的安全性、可靠性、效率和消耗等性能。网络的引入,改变了控制系统信息的传递方式,也改变了控制系统的动态性能。同时,在新结构下,为保证控制的实时性、安全性、可靠性等,控制系统对网络的运行性能也提出了相应的要求。本文就工业系统的网络化控制系统构造;既定网络体系结构下,网络化控制系统的控制算法设计;网络性能的提高和优化等内容进行了研究,其主要工作包括;庸ひ迪低扯云淇刂葡低骋G蟮慕嵌瘸龇ⅲ谝徽路治隽丝刂平峁褂肫渫缣逑结构问的关系及控制对网络运行性能的要求。进而针对工业控制网络中存在的几种典型网络,从满足控制系统实时性、可靠性、安全性等要求方面对其通信协议及其实现方式进行了系统地分析。诟ㄍ绾涂刂葡低彻ぷ髂J较拢诙陆⒘送缁刂葡低车囊焕嗤骋坏采样系统控制模型,通过本文提出的一种新的系统分析和综合方法,分别对工业过程中普遍存在的两类被控对象咝韵低衬P秃凸阋逑低衬P的网络化控制系统的稳定性进行了研究,得到保守性较小的时延依赖的系统稳定性条件。谙低澄榷ㄐ匝芯康幕∩希诙禄寡芯苛烁ㄗ畲笸缡毖犹跫驴刂破鞯设计问题,建立了网络化线性系统和网络化广义系统的镇定控制器的设计算法。H繁?刂葡低车氖凳毙浴⒖煽啃裕犹岣咄绶裥阅艿慕嵌龋谌碌降谖章研究了网络调度问题。·在考虑控制系统性能、网络特性、网络带宽资源约束和数据传输实时性要求等多种因素情况下从保证控制系统性能、优化带宽资源占用、公平服务等角度研究了考虑调度抖动的网络化控制系统的带宽优化问题。以秃屯缥@直鹛岢隽讼嘤Φ拇淼鞫炔呗裕⒍运岬鞫炔呗韵峦络的稳定性和调度的可靠性进行了分析。·针对确定性竞争网络—岢隽艘恢中碌幕谀:呒姆植际健动态优先级闭环调度策略,从而在网络服务质量、带宽资源利用率和网络服务范围之间寻求一种折衷。·为适应网络化控制系统中网络负荷的波动及数据服务需求的变动,研究了基于均衡和优化的柔性调度策略及其参数优化方法,从而提高了调度策略的适应性,实现了灵活、高效的网络服务。稳定性,可调度性,优化,模糊逻辑,均衡,优化上海交通大学博士学位论文第
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答辩委员套觚名,一燃俎佟H舭捌髓黪庞燃上海交通大学学位论文答辩决议书上捌授≥隐堑诋所在学科ㄒ确蔼耗迫淮笙阕远祷嵋槭遥委员时延依赖的稳定条件,给出了相应的控制算法;研究了网络化控制系统带宽馋传问堙申请者白涛控制理论与控制工程论文题目网络化控制系统性能分析与调度优化答辩日期答辩地点答辩委员会成员担任职务姓名职称所在工作单位备注签名主席邵世煌教授东华大学博导何裕庚上海交通大学邵惠鹤吴智铭汪小帆评语和决议:⋯、..控制系统向网络化发展是现代信息技术与自动化系统结合的结果,是近年控制领域中的一个热点方向。自涛的博士论文对网络化控制系统的性能分析和调度优化问题进行了研究,论文选题具有重要理论意义和实用价值。论文对网络化控制系统的形成、现状以及策略进行了综述、分析;建立了网络化控制,‘系统的一类采样系统控制模型,提出了一种新的系统分析和综合方法,得到保守性较小的别针对秃虲型网络提出了带宽调度策略,分析了系统的稳定性和调度的可靠性;对缣岢鲆恢只谀:呒姆植际健⒍畔燃侗栈返鞫炔呗裕谕绶裰柿俊带宽资源利用率和网络服务范围之间寻求折衷:提出了基于均衡和优化的柔性调度策略及参数优化方法。论文立论正确,分析严谨,条理清晰,实验数据可靠,成果有创新性。论文工作表明午隹者芦。绨堂棍太专的曙章旨广的基础理论和系统深入的专门知识,有独立从事科学研究在答辩过程中表述清楚,能正确回答所提问题,经答辩委员会无记名投票,一致通过博士论文答辩。建议授予工学博士学位。——的能力。.
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