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《信息化与工业化两化融合研究与应用丛书》序1

前言1

主要符号对照表1

第1章 绪论1

1.1网络化控制系统的提出和含义1

1.2网络化控制系统的发展历程2

1.3网络化控制系统的构架5

1.3.1网络化控制系统的典型结构5

1.3.2网络化控制系统的控制模式6

1.4网络化控制系统的基本问题7

1.5时延、丢包和通信受限问题的处理方法9

1.5.1时延问题11

1.5.2丢包问题24

1.5.3通信受限问题30

1.6本书主要内容31

参考文献33

第2章 切换系统概述39

2.1切换系统的一些基本概念39

2.1.1概述39

2.1.2切换系统的分类43

2.2切换系统的稳定性44

2.2.1关于切换系统稳定性的两个基本问题44

2.2.2单Lyapunov函数和多Lyapunov函数48

2.2.3连续时间线性切换系统指数稳定性分析49

2.2.4离散时间线性切换系统指数稳定性分析53

2.3总结与讨论57

参考文献57

第3章 具有时变短时延的网络化控制系统建模与设计58

3.1网络化控制系统的建模59

3.2指数稳定性分析61

3.3稳定化状态反馈控制器设计65

3.4示例66

3.5总结与讨论71

参考文献72

第4章 具有时变长时延的网络化控制系统建模与设计74

4.1大时延发生率与网络化控制系统稳定性的关系76

4.1.1问题描述76

4.1.2网络化控制系统的建模77

4.1.3指数稳定性分析82

4.1.4稳定化状态反馈控制器设计86

4.1.5示例87

4.2大时延扰动下的网络化控制系统鲁棒控制92

4.2.1网络化控制系统的M-Δ结构描述93

4.2.2输入输出稳定性分析95

4.2.3稳定化状态反馈控制器设计99

4.2.4示例101

4.3总结与讨论103

参考文献104

第5章 具有丢包的网络化控制系统建模与设计106

5.1具有丢包的网络化控制系统状态反馈控制107

5.1.1网络化控制系统的建模107

5.1.2指数稳定性分析111

5.1.3保性能状态反馈控制器设计113

5.1.4示例119

5.2具有丢包的网络化控制系统输出反馈控制122

5.2.1网络化控制系统的建模123

5.2.2指数稳定性分析126

5.2.3输出反馈控制器设计129

5.2.4示例131

5.3总结与讨论134

参考文献135

第6章 同时具有丢包和时延的网络化控制系统状态反馈控制138

6.1问题描述与系统建模138

6.2指数稳定性分析143

6.3状态反馈控制器设计146

6.4示例147

6.5总结与讨论152

参考文献153

第7章 网络化控制系统性能与采样周期之间的关系154

7.1网络化控制系统的建模156

7.2指数稳定性分析158

7.3状态反馈控制器设计163

7.4示例165

7.5总结与讨论167

参考文献167

第8章 具有丢包的网络化系统H∞滤波169

8.1问题描述与系统建模169

8.2 H∞滤波性能分析172

8.3 H∞滤波器设计176

8.4示例179

8.5总结与讨论182

参考文献182

第9章 具有通信受限网络化控制系统的控制与滤波184

9.1通信序列方法185

9.2具有通信受限和分布式时延网络化控制系统的调度策略与控制协同设计189

9.2.1问题描述189

9.2.2时序分析192

9.2.3闭环网络化控制系统模型193

9.2.4稳定性分析195

9.2.5控制器与调度策略协同设计197

9.2.6示例200

9.3具有通信受限网络化系统的H∞滤波203

9.3.1滤波误差系统模型的建立204

9.3.2滤波误差系统的H∞性能分析206

9.3.3 H∞滤波器设计210

9.3.4示例212

9.4总结与展望216

参考文献217

附录A TrueTirne工具箱介绍与案例设计219

A.1 TrueTime工具箱简介219

A.1.1安装和编译流程219

A.1.2主要模块介绍221

A.2仿真案例设计222

A.2.1节点模块设计及参数设置223

A.2.2编写各节点初始化函数和任务代码函数227

A.2.3仿真结果232

附录B以太网时延测试界面与主要代码234

B.1时延测试界面234

B.2时延测试软件的主要代码234