基于网络的切换系统综述

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1、ArtificialIntelligenceandRoboticsResearch人工智能与机器人研究,2017,6(2),56-64PublishedOnlineMay2017inHans.http://www.hanspub.org/journal/airrhttps://doi.org/10.12677/airr.2017.62007SurveyofSwitchedSystemsBasedonNetworkedControlSystemsYiweiFeng,YudanCaiCollegeofElectricalandInformationEngineer

2、ing,LanzhouUniversityofTechnology,LanzhouGansuthndthReceived:May9,2017;accepted:May22,2017;published:May25,2017AbstractThispaperbrieflyreviewsthedevelopmentoftheNetworkedSwitchControlSystems(NSCS).TheNSCSarecombinedtoanalyzeandstudyitsstructureandcharacteristics;someproblemsinthenet

3、workswitchingsystemaredescribed,andthecorrespondingsolutionsaresummarized.Fur-thermore,thepaperalsoconsidersthedevelopmentprospectofNSCS.KeywordsNSCS,LyapunovFunction,Dwelltime基于网络的切换系统综述冯宜伟，蔡玉丹电气工程与信息工程学院，兰州理工大学，甘肃兰州收稿日期：2017年5月9日；录用日期：2017年5月22日；发布日期：2017年5月25日摘要本文首先简明扼要地回顾了网络控制系统

4、和切换系统的发展，将网络控制与切换控制相结合，对其结构和特征进行分析和研究，描述了网络切换系统面临的一些问题，并总结了相应的解决方法，并进一步展望了基于网络的切换系统的前景。关键词网络切换控制系统，Lyapunov函数，驻留时间文章引用:冯宜伟，蔡玉丹.基于网络的切换系统综述[J].人工智能与机器人研究,2017,6(2):56-64.https://doi.org/10.12677/airr.2017.62007冯宜伟，蔡玉丹Copyright©2017byauthorsandHansPublishersInc.Thisworkislicensedunder

5、theCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/OpenAccess1.引言网络技术已经在全球范围内广泛应用并渗透至社会的各个方面。在控制领域，网络的介入不仅仅引领着控制结构进行悄悄的变革，同时，也预示着控制模式的革新。这种通过网络链接而成的控制框架与传统的点对点的控制结构相比，其优势非常明显，具有成本低、功耗小、安装与维护简便、可实现资源共享、能进行远程操作等优点。如此多的优点使其在远程医疗、智能交通、航空航天

6、、智能制造以及国防等领域得到了日益广泛的应用。近年来，针对网络切换系统的研究得到了来自控制领域、信号处理领域、以及通讯领域研究人员的共同关注，相关文献层出不穷[1][2]。随着现代工业控制系统越来越复杂，对控制节点的可移动性要求越来越高，系统各元件分布的地域范围越来越广，通信网络引入控制系统，正得到更加深入的关注和推进。自20世纪80年代末Ray等人探讨研究集成通信控制系统问题，随后，G.C.Walsh等人总结并提出了网络控制系统这一名词，之后近20年以来各类网络控制框架及控制方法种类繁多，极大地丰富了这种新的控制理论。加拿大Alberta大学中的ART实验室

7、针对数据包丢失和时延对远程控制系统的影响进行了研究，并取得了一定的成果，学者Lian[3]对网络控制系统中的延时进行了详细的分析和讨论。BoeyD.和KenT.等人针对远程网络控制机器人，给出了最优规划及最优控制等各种不同的控制方法，取得了明显的成果[4]。然而，网络并不是一种可靠的通信介质。由于网络带宽和服务能力的物理限制，数据包在网络传输中不可避免地存在时延、丢包以及时序错乱等问题。这些问题是恶化系统性能以及导致这类人造系统不稳定的重要原因，并且这些问题的存在使传统控制理论很难直接应用于这类系统的分析和设计，尤其是具有非线性、耦合性强的混杂型切换类控制系统

8、[5]。为保证这类系统的稳定并具有满意