網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題

P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題

A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題1.課文內(nèi)容簡(jiǎn)介：主要介紹《網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)》中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的定義、優(yōu)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)控制帶來(lái)的特殊問(wèn)題—網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、通過(guò)通訊協(xié)議的特殊設(shè)計(jì)來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的方法和單數(shù)據(jù)包與多重?cái)?shù)據(jù)包傳輸、丟失網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包等問(wèn)題。2.溫習(xí)有關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)與設(shè)計(jì)方法方面的內(nèi)容。3.生詞與短語(yǔ)agilityn.

靈活，便捷jittern.抖（顫）動(dòng)，顛簸destabilizev.

使打破平衡，使不穩(wěn)定mediumaccesscontrol(MAC)

媒質(zhì)訪問(wèn)控制CSMA/BA載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/位仲裁CSMA/CD載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)isochronousn.

同步的，等時(shí)的P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題4.難句翻譯[1]EthernetemploysaCSMAwithcollisiondetection(CSMA/CD)protocol.Whenthereisacollision,alloftheaffectednodeswillbackoff,waitarandomtime(usuallydecidedbythebinaryexponentialback-offalgorithm),andretransmit,asshowninCase3ofFig.5-1A-2.以太網(wǎng)采用CSMA/CD協(xié)議，當(dāng)產(chǎn)生沖突時(shí)，所有沖突節(jié)點(diǎn)都將避讓等待一段時(shí)間（所等待的時(shí)長(zhǎng)是由二進(jìn)制指數(shù)避讓算法決定的），然后重新發(fā)送，如圖5-2A-2中所示的第三種情況。A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題控制回路通過(guò)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)閉合的反饋控制系統(tǒng)叫作網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)定義的特點(diǎn)是信息（參考輸入、系統(tǒng)輸出、控制輸入等）是使用網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)組件（傳感器、控制器、執(zhí)行器等等）中進(jìn)行交換。圖5-2A-1給出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和信息流。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是減少系統(tǒng)接線，易于系統(tǒng)診斷和維護(hù)，并增加系統(tǒng)靈活性。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題

圖5-2A-1典型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)配置和信息流在反饋回路中加入通訊網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。傳統(tǒng)控制理論有許多理想的假設(shè)，比如同步控制、無(wú)信號(hào)檢測(cè)延遲、無(wú)激勵(lì)延遲等，在將它用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之前必須對(duì)其進(jìn)行重新評(píng)估。特別要討論下面幾個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的延遲（傳感器到控制器延遲和控制器到執(zhí)行器延遲），當(dāng)連接到公共介質(zhì)上的裝置交換數(shù)據(jù)時(shí)，這種延遲發(fā)生。這種延遲，或恒定（令人擔(dān)憂）或隨時(shí)間變化，會(huì)降低設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)考慮這種延遲的控制系統(tǒng)的性能，甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定。其次，網(wǎng)絡(luò)可被看成由不可靠傳輸通道組成的一張網(wǎng)。一些數(shù)據(jù)包不僅有傳輸延遲，甚至?xí)趥鬏斶^(guò)程中丟失。因此，必須考慮丟失的信息量對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響程度。另一個(gè)問(wèn)題是由于網(wǎng)絡(luò)帶寬和信息容量的限制，系統(tǒng)輸出可采用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包（所謂多重?cái)?shù)據(jù)包傳輸）。由于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)的仲裁，可能性是全部/部分/沒(méi)有信息包在控制運(yùn)算時(shí)間內(nèi)到達(dá)。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題分布式控制可追溯到20世紀(jì)70年代初期，當(dāng)時(shí)誕生了霍尼韋爾分布式控制系統(tǒng)（DCS）。分布式控制系統(tǒng)中的控制模塊被松散地連接到一起，因?yàn)榇蟛糠謱?shí)時(shí)控制任務(wù)（信號(hào)檢測(cè)、計(jì)算、激勵(lì)）在單獨(dú)的模塊中執(zhí)行。僅僅開(kāi)/關(guān)信號(hào)、監(jiān)控信息、報(bào)警信息等通過(guò)串行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。今天，借助于特定用途集成電路芯片設(shè)計(jì)和硅材料的大幅降價(jià)，傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可安裝網(wǎng)絡(luò)接口，因此成為實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)。因此，在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要密切協(xié)作以完成控制任務(wù)?，F(xiàn)用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的候選網(wǎng)絡(luò)有DeviceNet、Ethernet和FireWire等有限幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)有自己為特定應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議。此外，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特性主要取決于網(wǎng)絡(luò)本身的性能參數(shù)，這些參數(shù)包括傳輸速率，介質(zhì)訪問(wèn)協(xié)議，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度等。主要有兩種方法來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中碰到的這些問(wèn)題。一種方法是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)不考慮數(shù)據(jù)包延遲和丟失的問(wèn)題，而是設(shè)計(jì)一個(gè)使這些事件發(fā)生的可能性最小化的通訊協(xié)議。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交通超過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理的極限時(shí)，已提出各種堵塞控制和避路算法以獲得更好的性能。另一種方法是將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和交通作為已知條件，設(shè)計(jì)詳細(xì)考慮上述問(wèn)題的控制策略。為了管理延遲，可以形成基于延遲微分方程研究的控制策略。這里我們討論針對(duì)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲和數(shù)據(jù)包丟失的分析和設(shè)計(jì)策略。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題現(xiàn)在，我們將分析網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的一些基本問(wèn)題，包括網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲，系統(tǒng)輸入和輸出的單個(gè)數(shù)據(jù)包或多重?cái)?shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的丟失。網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中當(dāng)傳感器、執(zhí)行器和控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲。這種延遲會(huì)降低在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮這個(gè)問(wèn)題的控制系統(tǒng)的性能降低，甚至?xí)瓜到y(tǒng)不穩(wěn)定。取決于控制網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲可以是常數(shù)，時(shí)變，甚至隨機(jī)的。介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議通常分為兩種：隨機(jī)訪問(wèn)和按時(shí)序訪問(wèn)。載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)在隨機(jī)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中用的最多，而令牌和分時(shí)多路訪問(wèn)通常用在按時(shí)序訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中。圖5-2A-2隨機(jī)存取網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)序圖使用載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議的控制網(wǎng)絡(luò)包括DeviceNet和Ethernet。圖5-2A-2給出了這種網(wǎng)絡(luò)各種可能出現(xiàn)的情況。圖形描述了連續(xù)傳遞信息（具有固定時(shí)間順序）的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。在載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)在每次傳遞信息前監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)情況。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)空閑的，它馬上開(kāi)始傳遞信息，如圖5-2A-2中的情況1所示。否則節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)空閑前一直等待。當(dāng)兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)要同時(shí)傳遞信息時(shí)，會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)沖突。解決沖突的方法依賴于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。DeviceNet是一種控制器局域網(wǎng)，它使用帶有位智能仲裁的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議。由于控制器局域網(wǎng)的信息是劃分優(yōu)先次序的，當(dāng)傳遞沖突發(fā)生時(shí)，具有最高優(yōu)先級(jí)別的信息繼續(xù)傳遞，而優(yōu)先級(jí)別較低的信息的傳遞被中斷，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)再傳遞，如圖5-2A-2中的情況2所示。使用帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議。以太網(wǎng)采用CSMA/CD協(xié)議，當(dāng)產(chǎn)生沖突時(shí)，所有沖突節(jié)點(diǎn)都將避讓等待一段時(shí)間（所等待的時(shí)長(zhǎng)是由二進(jìn)制指數(shù)避讓算法決定的），然后重新發(fā)送，如圖5-2A-2中所示的第三種情況。這些類型網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包受到隨機(jī)延時(shí)的影響，在最壞情況下數(shù)據(jù)包的傳遞時(shí)間是無(wú)法限定在某一時(shí)間范圍內(nèi)，因此，CSMA網(wǎng)絡(luò)通常是一種不確定性網(wǎng)絡(luò)。但是，如果網(wǎng)絡(luò)信息被劃分優(yōu)先次序，最高優(yōu)先級(jí)別的信息有更好的機(jī)會(huì)及時(shí)傳遞信息。令牌傳遞協(xié)議出現(xiàn)在令牌總線（IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.4）、令牌環(huán)（IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.5）和光纖分布式數(shù)據(jù)接口MAC結(jié)構(gòu)中，時(shí)分多址協(xié)議用于FireWire網(wǎng)絡(luò)。這類網(wǎng)絡(luò)的時(shí)序圖如圖5-2A-3所示。這些協(xié)議通過(guò)讓網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)按照預(yù)先確定好的時(shí)間表傳遞信息從而消除了對(duì)共享網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的爭(zhēng)奪。在令牌總線中，令牌是繞著邏輯環(huán)傳遞，但是在令牌環(huán)中，令牌繞著物理環(huán)傳遞。在時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中，可以安排信息的周期性傳遞。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題

圖5-2A-3按時(shí)序訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)的時(shí)序圖P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問(wèn)題

例如，F(xiàn)ireWire網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)可分成小時(shí)間空檔的傳遞周期，在傳遞周期中保證每一個(gè)同步傳遞有一個(gè)時(shí)間空檔進(jìn)行傳遞。在時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)?shù)却钆苹驎r(shí)間空檔時(shí)產(chǎn)生延時(shí)。當(dāng)周期性地傳遞數(shù)據(jù)包時(shí)，等待令牌或時(shí)間空檔的時(shí)間都是有限的。單數(shù)據(jù)包與多重?cái)?shù)據(jù)包傳輸單數(shù)據(jù)包傳輸指的是傳感器或執(zhí)行器數(shù)據(jù)被集中在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中同時(shí)傳輸，而多重?cái)?shù)據(jù)包傳輸中傳感器或執(zhí)行器數(shù)據(jù)由互相獨(dú)立的多個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸，這些數(shù)據(jù)包不可能同時(shí)到達(dá)控制器和系統(tǒng)。多重?cái)?shù)據(jù)包傳輸?shù)囊粋€(gè)原因是由于數(shù)據(jù)包容量限制，分組交換網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)數(shù)據(jù)包中只能攜帶有限的信息。因此，大量數(shù)據(jù)必須分成多個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳遞。另一個(gè)原因是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的傳感器和執(zhí)行器分布在巨大的物理空間內(nèi)，不可能將數(shù)據(jù)放在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包內(nèi)。傳統(tǒng)采樣系統(tǒng)認(rèn)為系統(tǒng)輸出和控制輸入是同時(shí)傳遞的，但對(duì)帶有多重?cái)?shù)據(jù)包傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)而言是不可能的。由于網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)延時(shí)，控制器不可能在作控制運(yùn)算的時(shí)間內(nèi)收到所有更新的系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)。不同的網(wǎng)絡(luò)適合不同類型的數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)，最初是為傳遞數(shù)據(jù)文件而設(shè)計(jì)的，最多一個(gè)數(shù)據(jù)包可容納1,500個(gè)字節(jié)。因此，將傳感器數(shù)據(jù)集中在一個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)進(jìn)行傳輸對(duì)這種網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是更高效的。與以太網(wǎng)不同，以小容量控制數(shù)據(jù)頻繁傳輸為特點(diǎn)的DeviceNet每個(gè)數(shù)據(jù)包最大容量為8個(gè)字節(jié)，因此傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)常被裝在DeviceNet上的不同數(shù)據(jù)包中。丟失網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包當(dāng)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)失敗或信息沖突時(shí)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)偶爾會(huì)丟失網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。雖然大部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都有重新傳遞機(jī)制，這些機(jī)制僅在有限的時(shí)間內(nèi)有效。這段時(shí)間一過(guò)，數(shù)據(jù)包丟失。而且，對(duì)諸如傳感器測(cè)量值、運(yùn)算后的控制信號(hào)這些實(shí)時(shí)反饋控制數(shù)據(jù)而言，放棄那些舊的、未被傳遞的信息，傳遞新獲得的數(shù)據(jù)包（如果可能）是有益的。用這樣的方法，控制器總是得到用于控制計(jì)算的最新數(shù)據(jù)。通常反饋控制系統(tǒng)能容忍丟失一些數(shù)據(jù)，但確定僅以某一速率傳遞數(shù)據(jù)包時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)包傳遞速率的下限是非常有意義的。

P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性1.課文內(nèi)容簡(jiǎn)介：主要介紹《網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)》中的帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模、小于一個(gè)采樣周期的延時(shí)、長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)、積分器和一般標(biāo)量系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域分析等問(wèn)題。2.溫習(xí)離散控制系統(tǒng)關(guān)于采樣周期、穩(wěn)定性分析方面的內(nèi)容。3.生詞與短語(yǔ)clock-drivenadj.時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的event-drivenadj.事件驅(qū)動(dòng)的lumpedadj.集總的piecewisecontinuous分段連續(xù)infeasibleadj.不可行的P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性4.難句翻譯[1]wecanusethestabilitytriangletoexplicitlycalculatetherelationbetweenand.我們可以采用穩(wěn)定三角形精確地計(jì)算出和之間的關(guān)系。[2]Itmaybeanalyticallyinfeasibletoderivetheexactstabilityregionforgeneralsystems;however,stabilityregionsforsuchsystemscanstillbedeterminedbysimulation.對(duì)于一般的系統(tǒng)不太可能推導(dǎo)出精確的穩(wěn)定區(qū)域，然而卻可以通過(guò)仿真的方法來(lái)確定。P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.參考譯文

B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模考慮網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的模型如圖5-2B-1所示。圖5-2B-1帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型模型由連續(xù)系統(tǒng)P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和離散控制器組成。這些公式中，并且具有兼容的維數(shù)。有兩種網(wǎng)絡(luò)延時(shí)：傳感器到控制器延時(shí)和控制器到執(zhí)行器延時(shí)。不失問(wèn)題的一般性可將控制器的各種運(yùn)算延時(shí)歸納為或。對(duì)固定控制律（時(shí)不變控制器）而言，傳感器到控制器延時(shí)和控制器到執(zhí)行器延時(shí)可集中看作以便于分析。P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性我們討論具有如下配置的系統(tǒng)：a)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的傳感器，它周期性地在采樣時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)輸出采樣；b)事件驅(qū)動(dòng)的控制器，它由外部中斷機(jī)制完成控制并且傳感器數(shù)據(jù)一到即開(kāi)始控制信號(hào)運(yùn)算；c)事件驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器，它指的是一旦獲得數(shù)據(jù)，系統(tǒng)輸入即發(fā)生改變。（采樣周期）時(shí)系統(tǒng)信號(hào)的時(shí)序如圖5-2B-2所示。圖5-2B-2網(wǎng)絡(luò)延時(shí)圖解P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性小于一個(gè)采樣周期的延時(shí)首先考慮每一次采樣延時(shí)時(shí)間小于采樣周期的情況。這種情況意味著用得最多的兩個(gè)控制信號(hào)和需要在采樣周期內(nèi)使用。系統(tǒng)方程可以寫(xiě)作公式中是分段連續(xù)的且僅在時(shí)刻數(shù)值發(fā)生改變。以周期對(duì)系統(tǒng)采樣我們得到P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性公式中定義作為增廣狀態(tài)矢量，增廣閉環(huán)系統(tǒng)為公式中如果延時(shí)是常數(shù)，即系統(tǒng)仍是時(shí)不變的，這就簡(jiǎn)化了系統(tǒng)分析。因此我們能想象靜態(tài)時(shí)序安排網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，諸如令牌環(huán)或令牌總線，它能提供恒定的延時(shí)。即使在這種簡(jiǎn)化的系統(tǒng)分析中，下一個(gè)問(wèn)題是，“系統(tǒng)能承受多大的延時(shí)？”P(pán)5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性另一個(gè)問(wèn)題是如果傳感器發(fā)出的信息與時(shí)間有關(guān)則傳感器到控制器的延時(shí)可以由預(yù)估器補(bǔ)償。傳統(tǒng)的一步預(yù)測(cè)估計(jì)能補(bǔ)償小于一個(gè)采樣周期的延時(shí)，因?yàn)榈墓烙?jì)僅取決于的值。我們將在關(guān)于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)補(bǔ)償?shù)恼鹿?jié)里再討論這個(gè)問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)當(dāng)延時(shí)時(shí)間大于一個(gè)采樣周期時(shí)（即，），系統(tǒng)在一個(gè)采樣周期內(nèi)可能接受零個(gè)、一個(gè)、大于一個(gè)（直到）控制信號(hào)。在對(duì)任意k值滿足的特殊情況，當(dāng)時(shí)，每一個(gè)采樣周期可收到一個(gè)控制信號(hào)。在這種情況中，通過(guò)分析可得P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性公式中并且增廣狀態(tài)矢量為對(duì)更一般的情況而言，必須完成枯燥、單調(diào)的理論推導(dǎo)，甚至矩陣的結(jié)構(gòu)都是時(shí)變的，因?yàn)樗Q于所接受控制信號(hào)的時(shí)間序列。從傳統(tǒng)觀念上說(shuō)，快速采樣速率對(duì)采樣系統(tǒng)是理想的以便于離散控制設(shè)計(jì)和性能指標(biāo)與連續(xù)系統(tǒng)近似。但在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，快速采樣速率會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，反過(guò)來(lái)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加大會(huì)導(dǎo)致信號(hào)更長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)。因此在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中找到既能承受網(wǎng)絡(luò)延時(shí)又能取得預(yù)期系統(tǒng)性能指標(biāo)的采樣速率是非常重要的。繪制網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)關(guān)于關(guān)于采樣速率h、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)τ的穩(wěn)定區(qū)域有助于了解這兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。注意我們?cè)谶@兒考慮的是常數(shù)延時(shí)，這點(diǎn)可通過(guò)采用合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。P5U2BStabilityofNCSswithNetwork–inducedDelay第五部分第二單元課文B帶網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性積