MATLAB实现基于最大允许延迟边界的网络控制系统稳定性分析工具

资 源 简 介

本项目基于D-S.Kim理论，通过MATLAB实现网络控制系统的最大允许延迟边界计算与稳定性验证。支持用户输入控制系统参数，自动分析延迟容忍范围并生成可视化结果，适用于网络控制系统的设计与仿真研究。

详 情 说 明

基于最大允许延迟边界的网络控制系统稳定性分析与仿真

项目介绍

本项目实现了D-S.Kim等人提出的网络控制系统最大允许延迟边界计算方法，通过MATLAB仿真验证控制系统在不同网络延迟条件下的稳定性。系统基于Lyapunov-Krasovskii稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)优化求解技术，能够分析给定控制系统的延迟容忍范围，提供稳定性边界判据，并可视化延迟对系统性能的影响。

功能特性

• 网络控制系统建模：建立考虑网络延迟的控制系统数学模型
• 最大延迟边界计算：基于LMI方法计算系统的最大允许延迟边界
• 稳定性分析：进行时域和频域的稳定性分析
• 可视化展示：生成系统响应曲线、稳定性区域图和性能分析图
• 综合分析报告：输出稳定性判定结果和LMI可行性分析

使用方法

输入参数配置

1. 被控对象模型：设置状态空间模型的A,B,C,D矩阵
2. 控制器参数：配置状态反馈增益矩阵K
3. 网络延迟参数：指定最小/最大延迟时间范围
4. 采样设置：定义系统采样时间
5. 初始条件：设置系统初始状态
6. 输入信号：选择参考输入信号类型（阶跃、正弦等）

运行分析

运行主程序后，系统将自动完成以下分析流程：

• 构建网络控制系统模型
• 求解最大允许延迟边界
• 进行稳定性验证
• 生成分析结果和可视化图形

输出结果

程序运行后将生成：

• 最大允许延迟边界数值结果
• 系统稳定性状态报告
• 时域响应曲线图
• 相轨迹分析图
• 延迟-性能关系曲线
• LMI求解可行性分析

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• Control System Toolbox
• LMI Control Toolbox（或Robust Control Toolbox）
• Optimization Toolbox

文件说明

主程序文件整合了网络控制系统稳定性分析的核心功能，包括系统模型建立、延迟边界计算算法实现、LMI优化求解过程、稳定性判据评估以及多种可视化图形的生成。该文件通过模块化设计将理论方法转化为可执行的计算流程，能够完成从参数输入到结果输出的完整分析任务。