基于預估補償?shù)木W(wǎng)絡控制系統(tǒng)模糊免疫PI控制.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(networked control system，NCS)以其可擴展性強、結構靈活、成本低、安裝維護方便等優(yōu)點而廣泛應用于控制系統(tǒng)中。但同時將網(wǎng)絡引入控制環(huán)路，也產(chǎn)生了一些不可避免的問題，其中最主要的問題就是網(wǎng)絡產(chǎn)生的延時和數(shù)據(jù)包丟失。網(wǎng)絡傳輸延時的存在將大大降低控制系統(tǒng)的性能，例如超調(diào)量增大、上升時間變長等，更嚴重的情況會使系統(tǒng)不穩(wěn)定或者穩(wěn)定域變小。因此，延時問題是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中最受關注的問題之一。 本文在分析網(wǎng)

2、絡延時特點的基礎上，設計了Smith預估補償和模糊免疫PI控制相結合的控制方法，來實現(xiàn)對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的延時補償。 首先，本文把被控對象和網(wǎng)絡看作一個時變的被控系統(tǒng)。由于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的延時是時變的，所以被控系統(tǒng)的參數(shù)是時變的，且新數(shù)據(jù)最能反應系統(tǒng)的當前特性，因此，本文用漸消記憶的最小二乘算法對該系統(tǒng)參數(shù)進行在線計算，利用新的量測數(shù)據(jù)來不斷改進參數(shù)的估計值，并用Smith補償器對延時進行補償，初步解決網(wǎng)絡延時給系統(tǒng)帶來的影響。

3、 其次，考慮到最小二乘估計存在一定的誤差，Smith補償器也不能夠完全對其補償。因此，本文結合應用了基于模糊規(guī)則的免疫PI控制器，并根據(jù)控制量的變化來調(diào)節(jié)PI控制器參數(shù)，在參數(shù)選擇合適的情況下，能有效地改善系統(tǒng)的控制性能。為了驗證本文控制方法的有效性，以直流電機為被控對象進行了仿真研究，結果表明該方法簡單，靈活，參數(shù)適應性廣，能夠有效地改善系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，提高系統(tǒng)的魯棒性。 最后，本文設計了基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)實