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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