網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的分析及模糊PID控制方法研究.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(Networked Control System,簡稱NCS)是指通過通信網(wǎng)絡將傳感器、控制器、執(zhí)行器等設備互相連接起來的分布式的實時閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的信息都是通過網(wǎng)絡進行傳輸?shù)?而實際網(wǎng)絡的帶寬總是有限的,因此,網(wǎng)絡控制系統(tǒng)存在網(wǎng)絡時延、數(shù)據(jù)丟包等問題。除此以外,網(wǎng)絡調度、誤碼與錯序等也都是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中需要考慮和分析的問題。這些問題不僅會降低控制系統(tǒng)的性能,甚至會使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。利用傳統(tǒng)的控制方法無法

2、有效地解決這個問題,所以我們需要對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行智能控制方法的研究。
　　 本文首先研究了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結構及特點并著重分析了影響網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能的主要因素,同時分析了一種特殊網(wǎng)絡——以太網(wǎng)技術的特點。然后對PID參數(shù)的整定方法進行了分析,在本文中選擇簡單易用的全局優(yōu)化方法即遺傳算法對PID參數(shù)進行優(yōu)化,給出了遺傳算法優(yōu)化PID參數(shù)的設計步驟;研究了自適應模糊PID控制器的原理及設計方法,并將其應用于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中,以改善

3、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的性能;搭建了基于Matlab/TrueTime的仿真平臺,在改變不同參數(shù)的情況下。與PID網(wǎng)絡控制系統(tǒng)對比,分析模糊PID網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能。仿真結果表明:與PID網(wǎng)絡控制系統(tǒng)相比,模糊PID網(wǎng)絡控制系統(tǒng)具有更好的控制性能和品質。驗證了自適應模糊PID控制器能夠降低時延、丟包、網(wǎng)絡干擾等對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能的影響,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并使系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能和魯棒性。為了降低網(wǎng)絡延時對系統(tǒng)性能的影響,將Smith預估補償器與模