19、分布式基于观测器的控制

分布式基于观测器的控制

1. 基本概念

在控制系统中，控制器在接收到传感器测量值后才会计算新的控制命令，而执行器会一直使用旧命令，直到新命令到达。系统的运行方式可分为事件驱动和时钟驱动：
- 事件驱动 ：节点在事件发生时开始活动，例如通过数据网络从其他节点接收到信息时。
- 时钟驱动 ：节点在预先指定的时间开始活动，例如节点可以周期性运行。

接下来将详细探讨系统组件通过共享网络进行通信所带来的影响。

2. 诱导延迟

通过共享网络进行通信会在分布式网络化控制系统（DecNCS）的各个部分导致时间延迟。这些延迟不能被忽视，特别是当受控对象的时间常数较短且对象模型的阶数较高时，因为它们可能会影响网络服务质量（QoS）并降低控制性能。

2.1 延迟分类

从数据传输方向来看，延迟可分为传感器到控制器的延迟、控制器中的计算延迟以及控制器到执行器的延迟。也可分为设备延迟和网络延迟，其中设备延迟又可细分为几种不同类型的延迟。影响网络时间延迟的因素包括网络负载、网络调度、网络带宽、消息大小和消息优先级等。

主要有三种延迟会影响系统：
1. 传感器与控制器之间的通信延迟 ：用 $\tau_{sc}$ 表示。
2. 控制器中的计算延迟 ：用 $\tau_{c}$ 表示。
3. 控制器与执行器之间的通信延迟 ：用 $\tau_{ca}$ 表示。

对于离散时间系统