网络控制系统时延预测和补偿控制的研究.pdf

学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者:日期:7仍少年,月≥汐日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者:Et薨II:砒年j-月咖Et摘要摘要网络控制系统是通过计算机网络构成的实时闭环反馈控制系统,是集成计算机技术、通信和控制理论的新兴交叉研究领域。相对于传统的点对点控制系统,网络控制系统便于实现资源共享、远程操作和控制,且可靠性高、易于维护。但网络传输过程中存在的数据传输时延和丢包,不仅会对网络控制系统的分析带来了困难,还严重影响系统的动态性能。本文对网络控制系统的时延预测和补偿控制问题进行研究,取得了如下成果:1、建立了网络时延模型并对时延进行预测。分析了网络时延产生的原因和组成,通过实验获取实际网络系统的时延分布并建立了网络时延数学模型。基于建立的网络时延模型分别采用LMI、小波神经网络和支持向量机进行时延预测,对预测结果进行了分析和比较。2、提出了网络控制系统混合时延补偿控制策略。将时延预测值作为控制器输入,针对时延长度的不同选择不同的控制策略:,对大时延网络控制系统采用改进的JGPC方法进行时延补偿。仿真结果表明所提出的混合时延补偿控制策略能有效提高补偿效果、改善系统的稳定性。3、为了减少对时延预测精度的依赖,提出了改进的混合时延补偿控制方法。该方法不需要对时延进行预测,无需不断切换控制器。仿真结果验证了改进的混合时延补偿方法的鲁棒性。4、采用Smith预估器对网络时延进行预估补偿控制。假定被控对象己知,针对非线性网络时延,提出了自校正Smith预估器对时延进行补偿。根据预测时延调整Smith预估模型中的预估时延,能够实现对时延的完全补偿。5、提出了改进的Smith预估器时延补偿控制方法。采用双端Smith预估结构,并将MRAC作为模型失配时的调整控制器,实时保证Smith预估模型与实际模型的匹配。仿真结果表明基于改进的Smith预估器时延补偿控制不受时延预测精度的影响,具有更好的动态性能。关键字:workedcontrolsystem(NCS)isareal-·timeclosed·-loopfeedbackcontrolsystem。paredwi也thetraditionalcontrolsystem,NCShastheadvantagesofresourcesharing,remoteoperationandcontrol,,,pensationoftransmissiondelaysandhadthefollowingresults:,,weusedLMI,,,theFuzzy-pensatethetimedel