基于預(yù)測(cè)控制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是將網(wǎng)絡(luò)嵌入到控制閉環(huán)中的控制系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)信息的傳遞過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)固有的優(yōu)勢(shì)和不足必然會(huì)影響到控制系統(tǒng)本身的特性。首先，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以減少各個(gè)部件之間的連線，降低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局更加靈活，易于維護(hù)和擴(kuò)展，更為重要的是由于網(wǎng)絡(luò)總線的介入使得信息共享成為可能，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)部件之間的協(xié)調(diào)性。但是，正是由于網(wǎng)絡(luò)的引入使得控制系統(tǒng)不可避免的具備了網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，例如數(shù)據(jù)的延遲和丟包等問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)必然會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的性能

2、下降甚至不穩(wěn)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于如何提高網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制性能的研究逐步發(fā)展起來(lái)，很多關(guān)于控制器的設(shè)計(jì)策略相繼出現(xiàn)。但大都有其應(yīng)用范圍的限制和性能的不足。
　　 本文針對(duì)時(shí)延問(wèn)題進(jìn)行較為系統(tǒng)的闡述和分析。網(wǎng)絡(luò)時(shí)延根據(jù)其大小可分為長(zhǎng)時(shí)延和短時(shí)延。這里的長(zhǎng)短是與采樣周期的比較。第一方面，針對(duì)短時(shí)延，我們采用灰色理論來(lái)預(yù)估時(shí)延大小，再利用狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)補(bǔ)償時(shí)延所造成的影響。第二方面，針對(duì)長(zhǎng)時(shí)延，本文采用廣義預(yù)測(cè)控制理論中多步預(yù)測(cè)思想來(lái)推導(dǎo)

3、出未來(lái)若干周期的控制序列，在采用合理的數(shù)據(jù)選擇機(jī)制能夠很好的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)時(shí)延對(duì)系統(tǒng)的影響。特別地，針對(duì)如何處理非線性網(wǎng)絡(luò)控制問(wèn)題，本文提出利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)在線辨識(shí)非線性系統(tǒng)獲得時(shí)變的線性模型，再利用廣義預(yù)測(cè)等相關(guān)算法進(jìn)行補(bǔ)償。經(jīng)仿真證明文中所提出方法較離散PID算法有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證文中所用算法的實(shí)用性。設(shè)計(jì)了仿真平臺(tái)。該平臺(tái)是在以太網(wǎng)絡(luò)上搭建的，由若干臺(tái)PC機(jī)組成，其中有一臺(tái)作為控制器，其余的作為被控對(duì)象。此外為了能夠使得網(wǎng)絡(luò)中負(fù)