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第1章 网络控制系统的发展 1

1.1 网络控制含义 1

1.2 网络控制系统的发展历程 1

1.2.1 集散控制系统 2

1.2.2 现场总线控制系统 3

1.2.3 以太网控制系统 4

1.3 网络控制系统 5

1.3.1 优势与应用领域 5

1.3.2 现状与发展趋势 6

参考文献 7

第2章 网络基础 8

2.1 计算机网络分类 8

2.1.1 局域网和广域网 8

2.1.2 公共网和专用网 8

2.1.3 不同拓扑结构的网络 9

2.2 数据传输方式 11

2.2.1 基本概念 11

2.2.2 异步传输 12

2.2.3 同步传输 12

2.3 数据交换技术 12

2.3.1 电路交换 13

2.3.2 分组交换 13

2.3.3 ATM信元交换 14

2.4 计算机网络体系结构 15

2.4.1 基本概念 15

2.4.2 开放系统互连参考模型 16

2.4.3 TCP/IP协议 17

2.4.4 IEEE 802 LAN标准 18

2.5 网络互联技术与设备 20

2.5.1 基本概念 20

2.5.2 互联设备及工作过程、特点 20

2.6 网络拥塞 22

2.7 网络性能和指标 23

2.7.1 时延 23

2.7.2 吞吐量 24

2.7.3 时延与吞吐量的关系 24

2.8 网络服务质量 25

参考文献 26

第3章 控制网络技术 27

3.1 控制网络与网络控制 27

3.2 以太网技术 27

3.2.1 以太网技术简介 27

3.2.2 以太控制网络的应用 28

3.3 令牌传递网络技术 29

3.3.1 令牌环型拓扑结构 29

3.3.2 令牌总线型拓扑结构 29

3.4 控制器局域网技术 29

3.5 ATM交换网络 30

3.5.1 ATM交换网络简介 30

3.5.2 ATM技术的优点 31

3.6 无线局域网技术 31

参考文献 31

第4章 网络控制系统描述 33

4.1 网络控制系统概念与结构 33

4.2 网络控制系统中存在的问题 34

4.2.1 网络诱导时延 35

4.2.2 数据包丢失 36

4.2.3 单包传输与多包传输 36

4.3 节点的驱动方式 36

4.4 节点时钟的同步方式 37

4.5 信息调度 37

4.5.1 NCS中的信息 38

4.5.2 信息调度方法 38

参考文献 39

第5章 NCS的分析与建模 40

5.1 系统描述 40

5.1.1 驱动方式1下被控对象模型 41

5.1.2 驱动方式2下被控对象模型 42

5.1.3 驱动方式3下被控对象模型 42

5.1.4 驱动方式4下被控对象模型 42

5.2 不确定时延NCS的建模 43

5.2.1 状态反馈NCS建模 46

5.2.2 输出反馈NCS建模 47

5.3 具有数据包丢失的NCS建模 47

5.3.1 只考虑数据包丢失的状态反馈NCS建模 48

5.3.2 同时考虑时延和数据包丢失的状态反馈NCS建模 50

5.3.3 同时考虑时延和数据包丢失的输出反馈NCS建模 51

5.4 考虑时延、丢包和扰动的NCS统一模型 52

参考文献 54

第6章 NCS的稳定性分析与控制器设计 56

6.1 NCS稳定性的意义与概念 56

6.2 采样对系统稳定性的影响 57

6.3 一类存在时延的NCS稳定性 59

6.3.1 一类确定短时延NCS的稳定性 59

6.3.2 一类不确定时延的NCS稳定性 61

6.4 一类存在数据包丢失的NCS稳定性 64

6.5 一类具有时延和数据包丢失的NCS稳定性 67

6.6 一类多输入多输出NCS稳定性 70

6.6.1 状态反馈 72

6.6.2 动态输出反馈 73

6.6.3 时延相关稳定性 74

6.7 带有观测器的NCS 78

6.7.1 观测器设计 78

6.7.2 带有观测器的NCS稳定性 79

参考文献 81

第7章 NCS保性能控制 83

7.1 系统描述 83

7.2 保性能控制律存在的条件 86

7.3 最优保性能控制律设计 91

7.4 仿真算例 92

参考文献 94

第8章 NCS的鲁棒控制与H2/H∞控制 95

8.1 概述 95

8.1.1 鲁棒控制与H2/H∞控制概念 95

8.1.2 控制网络中的鲁棒控制 95

8.2 时延NCS的H∞鲁棒控制 96

8.2.1 NCS模型描述 96

8.2.2 鲁棒H∞控制 97

8.3 线性鲁棒网络控制器设计 98

8.3.1 NCS模型描述 98

8.3.2 鲁棒网络控制器设计 99

8.4 NCS的鲁棒H∞控制 100

8.4.1 NCS模型描述 100

8.4.2 稳定性与控制器设计 103

8.4.3 H∞扰动衰减分析 107

8.5 H2/H∞控制 110

8.5.1 系统描述 110

8.5.2 随机稳定下的干扰抑制 112

8.5.3 混合H2/H∞控制 113

参考文献 114

第9章 系统仿真分析 116

9.1 概述 116

9.1.1 基本概念 116

9.1.2 TrueTime简介 118

9.1.3 TrueTime的安装 120

9.2 TrueTime Kernel模块的初始化 121

9.3 编译（compilation） 122

9.4 TrueTime命令介绍 122

9.5 NCS仿真应用 125

9.5.1 TrueTime模块配置 125

9.5.2 NCS仿真实例 127

参考文献 135

附录 网络控制中常用术语 136