一類具有長時延網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測控制方法研究.pdf

1、淺海油氣田地處淺海灘涂，環(huán)境惡劣，油氣井的操作控制需要技術(shù)人員現(xiàn)場操作，安全性低，實時性差。針對這些問題，建設(shè)油田自動化系統(tǒng)，以實現(xiàn)油田自動化生產(chǎn)。針對建設(shè)油田自動化系統(tǒng)現(xiàn)場布線困難的問題，引入基于無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)，其具有無需布線、結(jié)構(gòu)靈活、易于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)以及能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享等特點。由于無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的引入，帶來了隨機(jī)的長時延，對控制系統(tǒng)控制性能造成影響。針對存在隨機(jī)的長時延這一問題，本文主要對其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)時延分

2、析、時延補償控制器設(shè)計等兩個方面的研究。
　　首先，分析網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的組成及網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延對控制系統(tǒng)的控制性能的影響，并通過仿真實例分析了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延對控制性能的影響。
　　其次，在時延分析的基礎(chǔ)上，對時延補償控制器進(jìn)行了研究，主要包括對快速隱式廣義預(yù)測控制算法(GPC)及在快速隱式GPC基礎(chǔ)上的時延補償算法的研究。針對求取廣義預(yù)測控制規(guī)律時需要解Diophantine方程和計算逆矩陣，采用隱式廣義預(yù)測控制，避免求解Dioph

3、antine方程，并提出了通過柔化增量法以計算當(dāng)前時刻的控制量，利用當(dāng)前控制量作為已知量求出下一時刻控制量的快速廣義預(yù)測控制算法，避免了計算逆矩陣，并通過仿真實例驗證算法的有效性。
　　然后，在快速隱式廣義預(yù)測控制算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)執(zhí)行器與傳感器的位置不同，給出了相應(yīng)的時延補償算法。針對執(zhí)行器與傳感器為同一設(shè)備端，給出了基于時間戳GPC的時延補償算法，并通過實例驗證算法的有效性。針對執(zhí)行器與傳感器不在同一設(shè)備端，提出新型時延補償算