基于預(yù)估補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模糊免疫PI控制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(networked control system，NCS)以其可擴(kuò)展性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)靈活、成本低、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中。但同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)引入控制環(huán)路，也產(chǎn)生了一些不可避免的問題，其中最主要的問題就是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的延時(shí)和數(shù)據(jù)包丟失。網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的存在將大大降低控制系統(tǒng)的性能，例如超調(diào)量增大、上升時(shí)間變長(zhǎng)等，更嚴(yán)重的情況會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定或者穩(wěn)定域變小。因此，延時(shí)問題是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中最受關(guān)注的問題之一。 本文在分析網(wǎng)

2、絡(luò)延時(shí)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了Smith預(yù)估補(bǔ)償和模糊免疫PI控制相結(jié)合的控制方法，來實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的延時(shí)補(bǔ)償。 首先，本文把被控對(duì)象和網(wǎng)絡(luò)看作一個(gè)時(shí)變的被控系統(tǒng)。由于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的延時(shí)是時(shí)變的，所以被控系統(tǒng)的參數(shù)是時(shí)變的，且新數(shù)據(jù)最能反應(yīng)系統(tǒng)的當(dāng)前特性，因此，本文用漸消記憶的最小二乘算法對(duì)該系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線計(jì)算，利用新的量測(cè)數(shù)據(jù)來不斷改進(jìn)參數(shù)的估計(jì)值，并用Smith補(bǔ)償器對(duì)延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，初步解決網(wǎng)絡(luò)延時(shí)給系統(tǒng)帶來的影響。

3、 其次，考慮到最小二乘估計(jì)存在一定的誤差，Smith補(bǔ)償器也不能夠完全對(duì)其補(bǔ)償。因此，本文結(jié)合應(yīng)用了基于模糊規(guī)則的免疫PI控制器，并根據(jù)控制量的變化來調(diào)節(jié)PI控制器參數(shù)，在參數(shù)選擇合適的情況下，能有效地改善系統(tǒng)的控制性能。為了驗(yàn)證本文控制方法的有效性，以直流電機(jī)為被控對(duì)象進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)單，靈活，參數(shù)適應(yīng)性廣，能夠有效地改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，提高系統(tǒng)的魯棒性。 最后，本文設(shè)計(jì)了基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)