MIMO 网络控制系统的稳定性分析.pdf

第35卷第3期 信息与控制 V01．35．No．3 2006年6月 InformationandControl June，2006 文章编号：1002-0411(2006)03-0393-04 MIMO网络控制系统的稳定性分析 刘鲁源，吕伟杰，陈玉柱 (天津大学电气-q自动化工程学院，天津 300072) 摘 要：推导了多输入多输出网络控制系统的时滞离散时间数学模型，此模型包括了控制网络的网络延 时．提出了一种新的网络控制系统稳定性分析方法 ，得到了使系统稳定的各网络延时应满足的条件．只要系统 的网络延时满足这些条件，网络控制系统的极点便分布在复平面内的一个圆形区域内．若此圆形区域在单位 圆内，网络控制系统就是稳定的．仿真实验验证了所提理论的有效性． 关键词：网络控制系统；稳定性；网络延时 中图分类号：TP273 文献标识码：A StabilityAnalysisofM IM O NetworkedControlSystem LIULu-yuan。LUWei-jie．CHENYu．zhu (SchoolofElectricalEngineering＆Automation，TianfinUniw~sity，Tianfin300072，China) Abstract：Atimedelaydiscretetimemodelofmulti-inputandmulti-output(MIMO)networkedcontrolsystem isderivedwhich includescommunication timedelaysofcontrolnetworks．A new stability analysismethodofnet— workedcontrolsystem isprovided，andtheconditionsofnetworktimedelaywhichcanmakesystem stbalearede— rived．Ifthenetworktimedelayofnetworkedcontrolsystem satisfiestheseconditions，thepolesofnetworkedcontrol system aleinacircularareaonthecomplexplnae．Networkedcontrolsystem isstableonconditionthatthiscircular areaisinaunitcircle．A simulationexperimentillustratestheeffectivenessofthepresentedtheory． Keywords：networkedcontrolsystem；stbaility；networkinducedtimedelay 1 引言(Introduction) Walsh_4 等利用非线性理论深入研究了多个传感 器到控制器有不同延时、控制器到多个执行器有不 随着控制系统规模的日益扩大，很多复杂的控 同延时的多输入多输出网络控制系统的稳定性．作 制系统例如制造业设备、运输工具、机器人等都采用 串行通信网络作为监控计算机、控制器、现场传感器 者把被控对象输出与控制器输入的差和控制器输出 及执行器间信息和控制信号的传输通道，这种通过 与被控对象输入的差作为系统的增广状态，建立了 串行通信网络实现闭环控制的系统称为网络控制系 网络控制系统的连续时间模型，并将增广状态视为 统NCS(networkedcontrolsystem)…．网络控制系统 系统摄