網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時延預(yù)測與補償控制研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是通過計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的實時閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，是集成計算機技術(shù)、通信和控制理論的新興交叉研究領(lǐng)域。相對于傳統(tǒng)的點對點控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)便于實現(xiàn)資源共享、遠程操作和控制，且可靠性高、易于維護。但網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中存在的數(shù)據(jù)傳輸時延和丟包，不僅會對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析帶來了困難，還嚴重影響系統(tǒng)的動態(tài)性能。本文對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的時延預(yù)測和補償控制問題進行研究，取得了如下成果:
　　1、建立了網(wǎng)絡(luò)時延模型并對時延進行預(yù)測。分析了網(wǎng)絡(luò)

2、時延產(chǎn)生的原因和組成，通過實驗獲取實際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時延分布并建立了網(wǎng)絡(luò)時延數(shù)學(xué)模型?；诮⒌木W(wǎng)絡(luò)時延模型分別采用LMI、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機進行時延預(yù)測，對預(yù)測結(jié)果進行了分析和比較。
　　2、提出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)混合時延補償控制策略。將時延預(yù)測值作為控制器輸入，針對時延長度的不同選擇不同的控制策略:對小時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用Fuzzy-PID方法進行時延補償，對大時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用改進的JGPC方法進行時延補償。仿真結(jié)果表明所提

3、出的混合時延補償控制策略能有效提高補償效果、改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　3、為了減少對時延預(yù)測精度的依賴，提出了改進的混合時延補償控制方法。該方法不需要對時延進行預(yù)測，無需不斷切換控制器。仿真結(jié)果驗證了改進的混合時延補償方法的魯棒性。
　　4、采用Smith預(yù)估器對網(wǎng)絡(luò)時延進行預(yù)估補償控制。假定被控對象已知，針對非線性網(wǎng)絡(luò)時延，提出了自校正Smith預(yù)估器對時延進行補償。根據(jù)預(yù)測時延調(diào)整Smith預(yù)估模型中的預(yù)估時延，能夠?qū)崿F(xiàn)對