基于預測函數控制的網絡控制系統研究.pdf

1、傳感器、控制器與執(zhí)行器的數據經網絡進行傳輸與交換的閉環(huán)控制系統稱為網絡控制系統。與傳統的點對點控制系統相比，網絡控制系統具有可靠性高、系統連線少、結構靈活、通信協議開放等諸多優(yōu)點。然而，由于控制網絡采用串行數字通信方式，各節(jié)點將按照協議規(guī)范共享網絡通信資源，從而不可避免將把網絡環(huán)境中諸多不確定因素引入控制系統。如何在網絡環(huán)境下，充分考慮網絡誘導時延對控制系統的影響，是進行網絡控制系統分析與設計的關鍵。
　　 首先針對網絡控制系統

2、，由數據傳輸帶來的不確定時延，提出了將增量型預測函數控制應用于網絡控制系統的思想，利用預測函數控制的多步預測理論對時延信號的未來進行預測以補償其在傳輸中的隨機長時延，并與離散PID算法比較，取得良好的控制效果。
　　 針對非線性網絡控制系統，選用學習速度較快的Davidon最小二乘法作為神經網絡的在線學習算法，把線性化獲得的預測函數控制律與非線性前饋增益補償相結合，構造出適合非線性網絡控制系統的前饋補償預測函數自校正控制器，在網

3、絡傳輸中存在隨機長時延及系統存在擾動情況下，與BP神經網絡PID算法比較，獲得較理想控制效果。
　　 為了證明網絡控制系統研究成果或設計算法的有效性，必須進行實驗，因此設計和實現網絡控制系統硬件實驗平臺是必要的。本文設計的網絡控制系統實驗平臺在硬件設計方面采用星型的網絡結構，利用一臺以太網交換機連接三臺計算機來實現。其中兩臺計算機分別作為實際控制系統中的控制器和被控對象，控制器和被控對象通過Matlab仿真實現，兩者的數據通信通