具有介质访问约束的网络化控制系统控制策略

祝超群，党泽坤

(兰州理工大学a.电气工程与信息工程学院；b.甘肃省工业过程先进控制重点实验室；c.电气与控制工程国家级实验教学示范中心，甘肃兰州730050)

网络化控制系统(networked control system，NCS)借助实时通信网络来实现控制器与传感器/执行器之间的数据交换。与点对点传输信号的传统控制系统相比，NCS具有诸多优点和很强的实用性，其不仅使信息传输更方便快速、连线更简单，还可实现网络资源的共享利用，使对被控对象的远程控制变为现实。因此，NCS普遍应用于自动化制造、航空航天及电气制造业等领域。数据在网络中进行传输，不可避免地会引起各种通信问题，如网络诱导时延、介质访问约束、量化误差、由于网络阻塞产生的丢包现象及通信受限问题等。其中，介质访问约束对系统控制性能影响较大，会造成系统性能下降甚至失稳。介质访问约束是指由于通信带宽的限制，在每个采样周期内仅有部分传感器/执行器能够获得网络信道与控制器进行通信。介质访问约束主要存在于具有数量众多的传感器/执行器和有限通信网络的大系统中，如海面溢油监测系统、复杂工业过程控制系统等。

学者们针对具有介质访问约束的NCS进行了广泛研究。Brockett针对系统中存在的介质访问约束现象，首次提出采用通信序列对网络节点的访问顺序进行描述，在此基础上研究了系统稳定控制律的存在性问题；Sreram等针对具有介质访问约束的NCS，提出一种随机最优控制方法，通过仿真实例说明采用控制方法的有效性；……