基于時延補償和預測控制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control Systems，NCS)，是一種通過實時網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)的分布式反饋控制系統(tǒng)。其中，控制器、傳感器、執(zhí)行器各節(jié)點通過共享的網(wǎng)絡(luò)來交換信息。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)集成了計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制理論，是一個新興的研究熱點并且成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。它具有信息資源能夠共享、系統(tǒng)成本低、使用靈活、易于維護等優(yōu)點，但同時網(wǎng)絡(luò)傳輸也會產(chǎn)生時間延遲、數(shù)據(jù)包丟失等問題。這不僅給NCS的分析帶來了困難，而且使

2、得許多傳統(tǒng)的控制理論不能直接應用到NCS的設(shè)計當中。本文主要針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)做了以下工作：
　　 首先，介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的背景和目前解決時延問題的控制算法，并通過理論分析和仿真，研究了時延對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性能的影響。
　　 其次，針對網(wǎng)絡(luò)時延，本文利用狀態(tài)預估控制的方法對傳感器到控制器之間的時延進行補償，研究了基于狀態(tài)預估的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模、穩(wěn)定性分析、控制器設(shè)計等問題。
　　 再次，在隨機時延

3、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上，本文采用適合于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的改進動態(tài)矩陣控制(Dynamic Matrix Control，DMC)算法，實現(xiàn)了對傳感器到控制器時延的補償設(shè)計，通過仿真證實了DMC算法處理NCS時延問題的有效性。
　　 最后，本文利用廣義預測控制(Generalized Predictive Control，GPC)算法中冗余的預測輸出序列和控制增量序列，通過在執(zhí)行器端設(shè)置網(wǎng)絡(luò)時延補償器的辦法，實現(xiàn)了對整個網(wǎng)絡(luò)時延的補

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