網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的時延補(bǔ)償及控制器設(shè)計.pdf

1、隨著計算機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，由于被控對象日益復(fù)雜，控制系統(tǒng)朝著更加分散化、智能化的方向發(fā)展。與此同時，在共享數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和開發(fā)方面近年來也取得了長足的進(jìn)展，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的種種優(yōu)點，大量的研究及應(yīng)用開始集中在將數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用于遠(yuǎn)程的飛行器自動控制，工業(yè)控制及工業(yè)自動化等領(lǐng)域中。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)減少了系統(tǒng)的布線成本，更容易進(jìn)行故障診斷和維護(hù)，同時也更加靈活，因此在飛行器控制系統(tǒng)中，具有硬實時性和高可靠性的網(wǎng)絡(luò)

2、控制系統(tǒng)將成為主流。 本文基于線性時不變的被控對象，研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模、控制器設(shè)計以及時延補(bǔ)償?shù)葐栴}。 首先，給出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究背景并討論了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中目前存在的基本問題。給出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模問題，分別建立了執(zhí)行器為時鐘驅(qū)動以及事件驅(qū)動時短時延以及長時延NCS的閉環(huán)模型，其中短時延情況下的模型對已有文獻(xiàn)中的模型進(jìn)行了推廣。提出了系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的范圍以及有效采樣周期的計算方法。 其次，考慮到網(wǎng)絡(luò)

3、上不同的部分具有不同的數(shù)據(jù)流量，首次提出了雙周期采樣的思想，并設(shè)計了在狀態(tài)反饋情況下使得性能指標(biāo)最優(yōu)的控制器，并且證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。討論了利用線性矩陣不等式方法進(jìn)行控制器設(shè)計的問題，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。 然后，介紹了基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的核心思想并通過例子說明了目前方法所存在的缺點，接著給出了一種尋找最優(yōu)模型的方法。考慮到時延以及丟包的不確定性，給出了基于預(yù)測的控制方法，已有文獻(xiàn)中提出的預(yù)測方法存在較大預(yù)測誤差，也沒有給出