基于小波實(shí)時(shí)濾波的有噪網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是一種通過(guò)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成閉環(huán)的特殊的分布式反饋控制系統(tǒng)。其中，控制器、傳感器、驅(qū)動(dòng)器通過(guò)一條共享的網(wǎng)絡(luò)來(lái)交換信息。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制理論，是一門新興的技術(shù)并且正成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。它具有信息資源共享、降低系統(tǒng)成本、使用靈活、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸也會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲、數(shù)據(jù)包丟失等問(wèn)題。這不僅給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析帶來(lái)了困難，而且使許多傳統(tǒng)的控制理論不能直接應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。

2、 本文針對(duì)具有時(shí)間延遲和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究，主要工作如下： 首先，討論了具有時(shí)間延遲和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模問(wèn)題。在考慮系統(tǒng)擾動(dòng)的基礎(chǔ)上，分別對(duì)具有短時(shí)延和長(zhǎng)時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，給出了時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的離散時(shí)間模型。對(duì)具有數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，分狀態(tài)反饋和輸出反饋兩種情況給出了系統(tǒng)的離散時(shí)間模型。 其次，設(shè)計(jì)了基于小波實(shí)時(shí)濾波的PID控制器。對(duì)小波實(shí)時(shí)濾波算法進(jìn)行研究，在此基

3、礎(chǔ)上構(gòu)建了小波濾波器，并將其與PID控制器相結(jié)合應(yīng)用到控制系統(tǒng)中。在具體實(shí)例的基礎(chǔ)上，討論了控制器參數(shù)、小波基函數(shù)、分解深度、滑動(dòng)窗口大小、補(bǔ)償窗口大小以及閾值選取規(guī)則等的選擇依據(jù)。 最后，研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的補(bǔ)償控制。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延與數(shù)據(jù)包丟失的不確定性問(wèn)題，利用實(shí)時(shí)隊(duì)列協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延限定在一個(gè)采樣周期內(nèi)，并分別利用三種補(bǔ)償策略(PD、PD2和PD3)對(duì)丟失數(shù)據(jù)包進(jìn)行補(bǔ)償。結(jié)合小波濾波器提出一種改進(jìn)的小波濾波器，并將這兩