《基于新型Smith预估补偿的网络控制系统》是作者多年来研究网络控制系统时延补偿方法的概括与总结，针对网络控制系统中的随机、时变和不确定性网络时延，《基于新型Smith预估补偿的网络控制系统》以作者提出的新型Smith预估器时延补偿方法为基础，深入研究了常规PID控制、非线性PID控制、模糊自适应PID控制、模糊免疫PID控制、RBF神经网络控制、CMAC神经网络控制、广义预测控制等控制方法对网络时延的补偿效果，其研究的网络结构涉及径直结构、分层结构和网络化串级控制系统结构，涉及单回路网络控制系统和多回路复杂网络控制系统.采用的网络涉及有线与无线网络、异构网络以及有线与无线混杂的网络，最后介绍网络控制系统的仿真软件TrueTime1.5 。
    《基于新型Smith预估补偿的网络控制系统》可作为高等院校控制理论与控制工程、系统工程、检测与自动化、通信工程、信息与计算科学、运筹学与控制论、计算机应用技术等相关专业的高年级本科生和研究生的专业参考书，也可供高等院校与科研院所从事网络控制系统研究的教师和科研人员参考。

    2.驱动方式
    传感器、控制器与执行器的工作方式可以分为时间驱动和事件驱动：
    （1）时间驱动是指网络节点定时对数据进行采样；
    （2）事件驱动是指网络节点在一个特定的事件发生时立即开始工作。
    在NCS中，传感器一般采用时间驱动，控制器和执行器采用事件驱动，
    当控制器或执行器采用事件驱动时，具有以下优点：
    （1）避免采用时间驱动时的数据等待被采样时间，减少了网络时延；
    （2）避免采用时间驱动时与传感器时钟同步的困难；
    （3）避免采用时间驱动时容易出现的无效采样或丢包，提高了反馈数据的利用率，降低了对网络通信带宽的要求。
    但是，事件驱动相比于时间驱动也有缺点：
    （1）事件驱动带来了随机采样和随机时延；
    （2）事件驱动比时间驱动更难实现，通常需要网络通信协议的支持。
    3.时钟同步
    当传感器为时间驱动、控制器或执行器也采用时间驱动时，时间驱动的节点间应保证时钟信号的同步。
    时钟同步可分为硬件同步和软件同步两种方式：
    （1）硬件同步一般是通过实际介质（如传输导线）传递同步时钟信号，对于分布在不同地理位置的各网络节点，硬件同步难于实现且造价高；
    （2）软件同步一般是通过网络广播具有高优先级的同步时钟信号，软件同步是常用的同步方式。
    4，多率采样
    多率采样是指控制系统中，两个或两个以上的采样器以不同的采样周期进行采样，由于NCS具有节点分散化，控制回路复杂化和功能多样化等特点，多个传感器采用相同的采样周期进行采样，已不能满足系统功能的需求，也不符合实际系统情况，此外，采样器和保持器的采样周期越小，系统得到的性能也越好，但A/D和D/A转换速度越快，其成本要求就越高。对于具有不同频率信号的系统，为了获得较好的性能，同时又节约硬件成本，解决方案是系统采用多采样率，即各子系统根据其功能需求采用不同的采样率。
    5.网络时延
    在NCS中，通信网络的存在，信息的传输要分时占用网络通信线路，网络的承载能力和通信带宽有限，必然会造成信息的冲撞、重传等现象的发生.同时采样、量化、编码与解码、等待传递的时间使得控制系统的信息在网络传输时产生时延，这个时延称为网络时延，时延的存在将降低系统的控制性能，甚至引起系统不稳定，使得系统的分析变得非常复杂.虽然时延系统的分析和建模近年来取得很大进展，但在NCS中，可能存在多种不同性质的时延（常数、有界、随机或时变等），使得现有的方法一般不能直接应用。
    从控制的角度看，时延将使系统的相位滞后，大大降低控制系统的性能质量.例如，使系统的上升时间增大、超调量增大、稳定时间变长等，甚至导致系统不稳定，即使系统仍然保持稳定，稳定区域也会显著减小，从调度的角度看，时延将使信息不能准时到达，丢失截止期，甚至产生多米诺效应，网络时延的存在还衍生两个基本问题：
    （1）样本拒绝（或多采样）.当两个或多个传感器样本数据在同一采样间隔内到达控制器时，至少要丢弃一个样本。
    （2）空采样.在一个采样周期内，没有数据到达控制器或执行器，那么控制器或执行器将继续采用旧的采样数据，
    因此，如果在系统设计时不考虑这些因素，就达不到期望的控制要求。
    6.时序错乱
    在网络环境下，被传输的数据流经众多计算机和通信设备，且路径非唯一，必然会导致数据包的时序错乱问题。
    在NCS中，单包传输时，数据包时序错乱是指各个数据包到达接收端的顺序与发送时的顺序不同；多包传输时，数据包时序错乱是指一个完整的数据被封装成多个数据包传输，多个数据包到达接收端的顺序与发送时的顺序不同。
    ……

前言
第1章 绪论
1.1 网络控制系统研究意义
1.2 网络控制系统基本问题
1.3 网络控制系统研究现状
1.4 本书涉及的网络拓扑结构
1.5 本书涉及的网络协议
1.6 本书使用的仿真软件
1.7 内容安排
1.8 本章小结
参考文献

第2章 网络时延及其测量
2.1 网络时延的组成与分析
2.2 测量方法
2.3 本章小结
参考文献

第3章 Smith预估补偿
3.1 引言
3.2 Smith预估补偿原理
3.3 Smith预估器研究现状
3.4 本章小结
参考文献

第4章 网络时延补偿研究思路与方法
4.1 引言
4.2 网络控制系统存在的问题
4.3 解决时延补偿问题的思路与方法
4.3.1 实现目标
4.3.2 需解决的关键科学问题
4.3.3 思路与方法
4.4 本章小结

第5章 新型Smith预估器（一）
5.1 引言
5.2 控制器端的Smith预估器
5.3 新型Smith预估器（一）技术路线
5.3.1 被控对象模型参数完全匹配
5.3.2 被控对象模型参数不完全匹配
5.4 新型Smith预估器（一）结构讨论
5.5 本章小结
参考文献

第6章 基于新型Smith预估器（一）的网络控制系统仿真
6.1 引言
6.2 PI控制的网络控制系统
6.2.1 仿真设计
6.2.2 仿真研究
6.2.3 结果分析
6.3 广义预测控制的网络控制系统
6.3.1 控制算法
6.3.2 仿真设计
6.3.3 仿真研究
6.3.4 结果分析
6.4 PI控制的无线网络控制系统
6.4.1 仿真设计
6.4.2 仿真研究
6.4.3 结果分析
6.5 模糊免疫控制的无线网络控制系统
6.5.1 控制原理
6.5.2 仿真设计
6.5.3 仿真研究
6.5.4 结果分析
6.6 本章小结
参考文献

第7章 新型Smith预估器（二）
7.1 引言
7.2 新型Smith预估器（二）技术路线
7.2.1 被控对象模型参数完全匹配
7.2.2 被控对象模型参数不完全匹配
7.3 本章小结
……

第8章 新型Smith预估器（三）
第9章 基于新型Smith预估器（三）的网络控制系统仿真
第10章 基于新型Smith预估器的网络化串级控制系统
第11章 多回路网络控制系统仿真
第12章 异构网络控制系统仿真
第13章 混杂网络控制系统仿真
第14章 TrueTime 1.5仿真软件
参考文献