网络QoS约束下的网络化控制性能与协同设计

本文主要探讨了网络化控制系统的性能优化与网络服务质量（QoS）的协调设计问题。首先，研究者将传统的连续时间控制系统转换为基于网络QoS（包括延迟和丢包等因素）的数字模型。在网络QoS的影响下，他们利用双线性矩阵不等式（BMI）这一工具来分析控制系统的稳定性，这有助于确定在特定网络条件下系统能够稳定运行的阈值。 接着，以离散系统的二次型性能指标为例，提出了最优LQR控制器的设计方法。这种控制器的目标是在满足网络QoS约束的前提下，最大化控制系统的性能指标，如控制精度和响应速度。通过这种方式，研究人员找到了一个既能保证控制效果又能适应网络环境的控制策略。 针对得到的网络QoS约束，本文提出了一种网络化控制系统控制与调度的协同设计方法。这种方法旨在平衡系统性能和网络服务质量，通过有效的带宽调度策略，确保关键信息传输的实时性和可靠性，同时尽可能减少对网络资源的过度占用。 最后，作者通过仿真实验验证了他们的协调设计方法的有效性和必要性。实验结果表明，这种方法能够在实际应用中显著提高网络化控制系统的性能，同时保持在网络环境变化下的稳定性，这对于现代工业自动化、远程监控以及物联网等领域具有重要的理论和实践意义。 这篇论文深入研究了网络化控制系统的复杂性，并通过严谨的数学建模和分析，为如何在有限的网络资源下实现控制性能和QoS之间的最佳平衡提供了一种实用的解决方案。这对于提升网络化控制系统的整体效率和可靠性具有深远的影响。