基于小波實時濾波的有噪網絡控制系統(tǒng)研究.pdf

1、網絡控制系統(tǒng)是一種通過實時網絡而構成閉環(huán)的特殊的分布式反饋控制系統(tǒng)。其中，控制器、傳感器、驅動器通過一條共享的網絡來交換信息。網絡控制系統(tǒng)集成了計算機技術、通信技術和控制理論，是一門新興的技術并且正成為現(xiàn)代工業(yè)生產的主要發(fā)展方向。它具有信息資源共享、降低系統(tǒng)成本、使用靈活、易于維護等優(yōu)點，但同時網絡傳輸也會產生時間延遲、數據包丟失等問題。這不僅給網絡控制系統(tǒng)的分析帶來了困難，而且使許多傳統(tǒng)的控制理論不能直接應用到網絡控制系統(tǒng)的設計中。

2、 本文針對具有時間延遲和數據包丟失的網絡控制系統(tǒng)進行了相關研究，主要工作如下： 首先，討論了具有時間延遲和數據包丟失的網絡控制系統(tǒng)的建模問題。在考慮系統(tǒng)擾動的基礎上，分別對具有短時延和長時延的網絡控制系統(tǒng)進行建模，給出了時延網絡控制系統(tǒng)的離散時間模型。對具有數據包丟失的網絡控制系統(tǒng)，分狀態(tài)反饋和輸出反饋兩種情況給出了系統(tǒng)的離散時間模型。 其次，設計了基于小波實時濾波的PID控制器。對小波實時濾波算法進行研究，在此基

3、礎上構建了小波濾波器，并將其與PID控制器相結合應用到控制系統(tǒng)中。在具體實例的基礎上，討論了控制器參數、小波基函數、分解深度、滑動窗口大小、補償窗口大小以及閾值選取規(guī)則等的選擇依據。 最后，研究了網絡控制系統(tǒng)的補償控制。針對網絡誘導時延與數據包丟失的不確定性問題，利用實時隊列協(xié)議將網絡誘導時延限定在一個采樣周期內，并分別利用三種補償策略(PD、PD2和PD3)對丟失數據包進行補償。結合小波濾波器提出一種改進的小波濾波器，并將這兩