網(wǎng)絡控制系統(tǒng)神經元自整定PID控制器設計與仿真研究.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(Networked Control System，NCS)以通信網(wǎng)絡作為控制器、執(zhí)行器以及傳感器之間的通訊媒介，是網(wǎng)絡通信和自動控制相結合的產物。近年來，隨著通信網(wǎng)絡在工業(yè)自動化和航空航天控制技術中的廣泛應用，NCS的研究受到了越來越多研究者的關注。NCS中的通信網(wǎng)絡使得整個控制系統(tǒng)中存在不確定時延，這使得傳統(tǒng)的控制方法常常難以直接應用于NCS。本文圍繞網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能的研究、NCS的特性分析、NCS的仿真、控制器設計及改

2、進等問題進行了以下幾方面的研究工作：
　　 首先，在介紹網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的產生背景、概念的基礎上，著重介紹了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)存在的幾個主要問題以及近年來的研究進展，概括介紹了本文的主要研究工作。
　　 其次，設計了NCS的仿真平臺，研究了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中兩種驅動方式對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能產生的影響。仿真結果表明，當存在隨機時延的情況下，只要時延在一定的范圍內，事件驅動的控制器有著更好的性能；但是當時延遠大于采樣周期時，時間驅動的控制器

3、要比事件驅動的控制器性能好。
　　 再次，從控制理論的角度針對復雜多變的網(wǎng)絡環(huán)境設計了一種單神經元自整定PID控制器，仿真結果表明，使用該控制器的NCS在網(wǎng)絡存在時延、干擾、丟包率增加和競爭節(jié)點網(wǎng)絡占有率增大等情況下，與傳統(tǒng)的PID控制器相比，本章設計的控制器使系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性和魯棒性。
　　 最后，針對傳統(tǒng)神經元控制器中梯度下降算法的不足之處設計了一種基于遺傳算法的神經元控制器。并針對實際的控制目標對一般的遺傳算法