王春平

(浙江理工大学 科技与艺术学院，浙江 上虞 312369)

0 引言

网络控制系统(NCSs,networked control systems)是通过一个实时网络来形成闭环的反馈控制系统，它由控制器、多个执行器、被控对象、多个传感器和控制网络构成的[1-2]。由于通信网络的介入，闭环反馈回路(即传感器-控制器通道和控制器-执行器通道)中的各种数据传递都要通过这个控制网络才能实现。相较于传统的简单控制系统，NCSs可以减少系统布线，能够实现对系统的实时监测与控制，易于对系统进行诊断和维护；还能通过网络实现信息共享，增加系统的灵活性，还有其他许多优点。基于这些优势，NCSs已经在航空航天系统、电力系统、工业过程控制系统、汽车控制系统等领域受到了广泛的关注与应用。

但同时，也正是因为在反馈回路中引入了通信网络，很多在传统控制理论中的很多理想性假设需要被重新考虑。比如传统控制理论中系统组件之间是点对点的，传感器-控制器通道和控制器-执行器通道之间信息传递不存在时延，而且在网络环境中，多个节点共用一个通信网络，可能会导致网络阻塞甚至中断，由此会引发网络诱导时延与数据包丢失或乱序。由此导致控制系统的分析与设计变得更加复杂。NCSs涉及的通信数据都是数字信号的，即连续信号在被传输之前必须经过数据量化的处理[3-4]，这会影响控制器接收传感器发送的采样数据以及执行器接收控制器发出的控制数据，严重时会导致系统失稳。……