網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中控制與調(diào)度的協(xié)同設(shè)計(jì).pdf

1、隨著線性控制理論和網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。相對(duì)于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接連接的控制系統(tǒng)而言,網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)。例如,系統(tǒng)的安裝費(fèi)用低廉,系統(tǒng)的維護(hù)比較容易以及系統(tǒng)的操作也相對(duì)簡(jiǎn)單等。然而,由于通信網(wǎng)絡(luò)的引入以及網(wǎng)絡(luò)自身所特有的特點(diǎn)使得網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)存在很多難題需要解決。例如,由于網(wǎng)絡(luò)資源是有限的,并且被連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有部件共享,因此就必然會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延,降低控制系統(tǒng)的性能甚至引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；還有

2、網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題等等。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)和控制組成的控制系統(tǒng),其閉環(huán)控制性能不僅依賴(lài)于控制算法的設(shè)計(jì),而且還依賴(lài)于對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化調(diào)度。本文同時(shí)考慮了網(wǎng)絡(luò)傳輸調(diào)度協(xié)議和控制器的設(shè)計(jì)。合理的網(wǎng)絡(luò)傳輸調(diào)度協(xié)議可以保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量,而先進(jìn)的控制器設(shè)計(jì)算法是為了保證系統(tǒng)控制的品質(zhì)。
　　 本文首先系統(tǒng)地介紹了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的基本概念、理論背景、發(fā)展現(xiàn)狀,以及存在的問(wèn)題。在本文中主要解決的問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延。
　　 為

3、了提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率,本文提出了實(shí)時(shí)反饋調(diào)度算法。它是在動(dòng)態(tài)的EDF調(diào)度的基礎(chǔ)上,利用反饋和優(yōu)化原理,動(dòng)態(tài)地調(diào)整每個(gè)控制回路的采樣周期,使得各個(gè)控制回路的性能指標(biāo)函數(shù)之和取得最小值,進(jìn)而提高整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。
　　 為了改善控制回路的控制品質(zhì),本文在傳統(tǒng)的PID控制器的基礎(chǔ)上,提出了單神經(jīng)元PID控制器設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)的PID控制器不易動(dòng)態(tài)地實(shí)時(shí)整定參數(shù),難以對(duì)一些復(fù)雜過(guò)程和參數(shù)慢時(shí)變系統(tǒng)進(jìn)行有效控制,通過(guò)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PI