網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的預(yù)測控制方法設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(NCS)是一種通過實時化網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂葡到y(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)中的傳感器、控制器、執(zhí)行器等往往通過網(wǎng)絡(luò)連接起來形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。這使得其與一般的控制系統(tǒng)有所不同。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)具有成本低，布線簡單、結(jié)構(gòu)靈活、易于系統(tǒng)擴展和維護以及能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享等優(yōu)點。因此，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為控制理論與控制工程學(xué)科的研究熱點之一。雖然網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用使得控制大規(guī)模分布式系統(tǒng)變得更加便利，但受限于帶寬等客觀因素，網(wǎng)絡(luò)的使用會導(dǎo)致

2、數(shù)據(jù)在傳輸中出現(xiàn)時延，丟包等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象會降低系統(tǒng)的性能甚至帶來系統(tǒng)不穩(wěn)定。本文考慮了前向通道，反饋通道中同時存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延情況下的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制(NPC)設(shè)計問題，提出了一種新的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制方法，用以克服網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延對系統(tǒng)性能帶來的影響。本文主要圍繞網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，從以下三方面進行了系統(tǒng)地研究：
　　(1)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中使用網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸通信，而網(wǎng)絡(luò)允許每次同時將多個數(shù)據(jù)以“打包發(fā)送”的方式進行傳輸。而預(yù)測控制每步可產(chǎn)生一

3、個由多個控制量組成的控制序列。將兩種特性結(jié)合產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制。
　　(2)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制方法僅僅使用了“過去”和“現(xiàn)在”的已知信息。而在網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制中，部分“未來”的控制量也是已知的。針對這一特性，提出了改進網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制方法。并且給出了控制量和控制增量兩種形式。數(shù)值仿真結(jié)果顯示，本文方法相對于傳統(tǒng)方法，改善了系統(tǒng)性能。
　　(3)考慮數(shù)值仿真軟件環(huán)境簡單，實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中情況比之更為復(fù)雜。為驗證本文所提方法的有效性，使用