基于預測控制的網絡控制系統(tǒng)研究.pdf

1、網絡控制系統(tǒng)是將網絡嵌入到控制閉環(huán)中的控制系統(tǒng)。在數(shù)據信息的傳遞過程中，網絡固有的優(yōu)勢和不足必然會影響到控制系統(tǒng)本身的特性。首先，網絡控制系統(tǒng)可以減少各個部件之間的連線，降低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)結構布局更加靈活，易于維護和擴展，更為重要的是由于網絡總線的介入使得信息共享成為可能，增強了網絡中各個部件之間的協(xié)調性。但是，正是由于網絡的引入使得控制系統(tǒng)不可避免的具備了網絡的特點，例如數(shù)據的延遲和丟包等問題。這些問題的出現(xiàn)必然會導致控制系統(tǒng)的性能

2、下降甚至不穩(wěn)。目前，國內外對于如何提高網絡控制系統(tǒng)的控制性能的研究逐步發(fā)展起來，很多關于控制器的設計策略相繼出現(xiàn)。但大都有其應用范圍的限制和性能的不足。
　　 本文針對時延問題進行較為系統(tǒng)的闡述和分析。網絡時延根據其大小可分為長時延和短時延。這里的長短是與采樣周期的比較。第一方面，針對短時延，我們采用灰色理論來預估時延大小，再利用狀態(tài)觀測器來補償時延所造成的影響。第二方面，針對長時延，本文采用廣義預測控制理論中多步預測思想來推導

3、出未來若干周期的控制序列，在采用合理的數(shù)據選擇機制能夠很好的補償網絡時延對系統(tǒng)的影響。特別地，針對如何處理非線性網絡控制問題，本文提出利用神經網絡來在線辨識非線性系統(tǒng)獲得時變的線性模型，再利用廣義預測等相關算法進行補償。經仿真證明文中所提出方法較離散PID算法有相當?shù)膬?yōu)勢。為了進一步驗證文中所用算法的實用性。設計了仿真平臺。該平臺是在以太網絡上搭建的，由若干臺PC機組成，其中有一臺作為控制器，其余的作為被控對象。此外為了能夠使得網絡中負