基于時延補償和廣義預(yù)測控制算法的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究

基于時延補償和廣義預(yù)測控制算法的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究

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基于時延補償和廣義預(yù)測控制算法的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究_第1頁
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1、武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第i責(zé)摘要網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代控制系統(tǒng)發(fā)展的一個新階段,是當(dāng)今控制理論界研究的熱點,研究它具有重要的意義。本文在引出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)概念的基礎(chǔ)上,簡要回顧了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的一般特性和介質(zhì)通訊協(xié)議,并舉例說明了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在工程實踐中的應(yīng)用。接著探討了傳輸時延和丟包現(xiàn)象對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。針對傳輸延遲和丟包現(xiàn)象使控制系統(tǒng)性能惡化的問題,在綜合前人研究成果的基礎(chǔ)上,提出一種新的控制策略,將廣義預(yù)測控制算法和時延補償相結(jié)合,并在傳感器發(fā)送端設(shè)置一個發(fā)送緩沖區(qū)防止數(shù)據(jù)丟失。以瑞典L岫d大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)控制工具箱1he

2、l.塒c作為仿真平臺,建立網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的模型,將傳統(tǒng)的PID算法和本文提出的控制策略分別在此平臺上進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明?;贕PC算法的控制系統(tǒng)擁有較小的超調(diào)和較少的振蕩,它可以較好的解決網(wǎng)絡(luò)中的時延和丟包的問題,使控制性能得到明顯的改善。在GPC算法的基礎(chǔ)上引入時延補償,進(jìn)一步降低了傳輸時延對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)擁有較好的動態(tài)性能和穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng):廣義預(yù)測控制;時延補償;TmeT姍e工具箱第1I頁武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文A.bstraetThenetworkcontrolsystemisanewstagedevelopmentofmodemcont

3、rolsystem。nowadaysitisthefocusofcontroltheoryandithasimportantmeaningtostudyorlit.Firstly,theconceptofthenetworkcontrolsystemhasbeenintroducedinthisthesisandthedevelopmentofthenetworkcontrolsystemandrecentresearchprogressofthecontrolsystemhasbeenreviewedbriefly.Secondlythegeneralperformancec

4、haracteristicofthecontrolsystemandmediumaccesscontrolprotocolhavebeenintroducedonitandthentakeanapplicationofnetworkastheexample.Next,thetransmissiondelayandpacketslosshasbeendiscussedandnetworkcontrolsystemstabilityhasbeenexpounded.Inordertoresolvethedisadvantageoftransmissiondelayandpacket

5、slossintheNCS,anewcontrolmeasurementhasbeenproposedaccordingtothepreviousresearchexperience,whichisthecombinationoftimedelaycompensationandGPCalgorithm,andsettingasindingbuffertoavoiddatalosses.ThemodelinghasbeenbuildedinnetworkcontroltoolboxTrueTaneinSwedenLundInstituteofTechnologyandthePID

6、algorithmandthecontrolstrategyproposedhasbeenusedforsimulationonthisplatform.Simulationresultsshow,theovershootandoscillationofcontrolsystemarcmuchlesswhentheGPCalgorithmcontrollerhasbeenapplied.Anditcallsolvetheproblemoftransmissiondelayandpacketslossofnetworkandtheperformanceisimprovedobvi

7、ously.IntroducingdelaycompensationontheGPCalgorithmhashadlessinfluenceuponhernetworkcontrolsystem,andthedynamicperformanceandstabilityoftheNCShasbeenveryperfect.Keywords:NetworkControlSystem;GeneralizedPredictiveControl;DelayCompensation;T11le幣meTb

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