无线网络环境下移动机器人轨迹跟踪的认知控制分析与设计

徐君鹏，尹逊和

(北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044)

1 引言

网络控制系统是由各个智能节点(传感器节点、控制器节点和执行器节点)通过共享的通信网络连接构成的分布式控制系统.与传统的点对点控制系统相比，通信网络的引入降低了控制系统的维护成本，提高了控制系统的灵活性.因此网络控制系统广泛地应用在工业控制、智能电网、汽车等实际系统中[1-3].通信网络为控制系统带来便利的同时也引入了网络诱导时延、数据包丢失、数据包乱序等问题.这些问题降低了控制系统的性能，甚至让控制系统不稳定.

对于通信网络带来的时延、丢包等问题，现有的文献已经提出了很多方法.文献[4]针对网络环境的丢包问题，使用改进的模型预测控制算法来控制焦炭炉的燃烧室压力，但是没有考虑网络时延对控制系统的影响.文献[5]假设网络的连续数据包丢失数量小于预先设定的上界，设计预测控制器来处理网络的丢包问题.文献[6]假设无线网络的时延小于设定的采样周期，设计模糊滑模控制器控制机器人跟踪给定的参考轨迹.文献[7]假设网络时延为常数，设计了自适应模糊控制器来控制非线性的被控对象.文献[8]假设网络时延小于设定的上界，使用切换控制方法设计了控制器，但是没有考虑网络的丢包问题.文献[9-10]把网络的丢包和数据包乱序考虑为往返时延(round trip time)，假设网络的往返时延小于一个设定的上界，使用预测……