一類具有長時延網(wǎng)絡的預測控制方法研究.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人員現(xiàn)場操作，安全性低，實時性差。針對這些問題，建設油田自動化系統(tǒng)，以實現(xiàn)油田自動化生產。針對建設油田自動化系統(tǒng)現(xiàn)場布線困難的問題，引入基于無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(NCS)，其具有無需布線、結構靈活、易于系統(tǒng)擴展和維護以及能夠實現(xiàn)信息資源共享等特點。由于無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的引入，帶來了隨機的長時延，對控制系統(tǒng)控制性能造成影響。針對存在隨機的長時延這一問題，本文主要對其進行網(wǎng)絡時延分

2、析、時延補償控制器設計等兩個方面的研究。
　　首先，分析網(wǎng)絡誘導時延的組成及網(wǎng)絡誘導時延對控制系統(tǒng)的控制性能的影響，并通過仿真實例分析了網(wǎng)絡誘導時延對控制性能的影響。
　　其次，在時延分析的基礎上，對時延補償控制器進行了研究，主要包括對快速隱式廣義預測控制算法(GPC)及在快速隱式GPC基礎上的時延補償算法的研究。針對求取廣義預測控制規(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前時刻的控制量，利用當前控制量作為已知量求出下一時刻控制量的快速廣義預測控制算法，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，在快速隱式廣義預測控制算法的基礎上，根據(jù)執(zhí)行器與傳感器的位置不同，給出了相應的時延補償算法。針對執(zhí)行器與傳感器為同一設備端，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備端，提出新型時延補償算