網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用.pdf

1、分類號(hào):TP273學(xué)校代碼:10079密級(jí):公開網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用(申請(qǐng)華北電力大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文)培養(yǎng)單位:能源與動(dòng)力工程學(xué)院一級(jí)學(xué)科:動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)名稱:熱能工程研究生:王天塹指導(dǎo)教師:徐大平教授副指導(dǎo)教師:周黎輝副教授二00九年四月華北電力大學(xué)博士學(xué)位論文摘要摘要網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NetwkedControlSystems，簡(jiǎn)稱NCS)是近十jL年隨著控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的控制

2、系統(tǒng)理論，現(xiàn)己成為自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)前沿課題。本文在近年國(guó)內(nèi)、外關(guān)于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)理論研究成果的基礎(chǔ)上，研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制算法、調(diào)度策略、仿真工具與工程應(yīng)用方面的部分問題，主要工作如下:1.詳細(xì)分析了影響網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模的主要因素，如網(wǎng)絡(luò)傳輸、節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)和時(shí)鐘同步等。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不同驅(qū)動(dòng)組合方式給出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中被控對(duì)象的離散模型提出了一種優(yōu)化建模方法，考慮了系統(tǒng)輸出的變化趨勢(shì)，提高了模型精度。2.研究了廣義預(yù)測(cè)控制在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中

3、的應(yīng)用，建立了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分布式模型，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差預(yù)測(cè)值補(bǔ)償控制器預(yù)測(cè)輸出與被控對(duì)象實(shí)際輸出之間的誤差，修正了控制器輸出的控制增量值，提高了控制精度利用隱式廣義預(yù)測(cè)控制算法直接辨識(shí)最優(yōu)控制器參數(shù)，減少了在線計(jì)算工作量，提高了效率。3.在特定條件下，建立了具有遲延特性的狀態(tài)空間預(yù)測(cè)模型，研究了預(yù)測(cè)函數(shù)控制算法在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，算法對(duì)克服隨機(jī)長(zhǎng)時(shí)間遲延的影響效果更好。將具有不確定性傳輸遲延和數(shù)據(jù)丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)視為灰色系統(tǒng)，

4、采用GM(l，2)灰色預(yù)測(cè)模型，改進(jìn)了控制算法，使計(jì)算參數(shù)減少到兩個(gè)，簡(jiǎn)化了計(jì)算步驟。4.設(shè)計(jì)了一種基于綜合調(diào)度指標(biāo)的混合調(diào)度方法，給出了基于RM靜態(tài)調(diào)度和MEF一TOD動(dòng)態(tài)調(diào)度的混合調(diào)度策略，同時(shí)發(fā)揮了兩種調(diào)度算法的優(yōu)越性設(shè)計(jì)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊反饋的兩級(jí)調(diào)度策略，一級(jí)調(diào)度通過系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減小了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷二級(jí)調(diào)度設(shè)計(jì)了模糊反饋信息調(diào)度器，根據(jù)不同的參數(shù)分配各個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息優(yōu)先級(jí)。兩級(jí)調(diào)度策略在減小網(wǎng)絡(luò)流量的基礎(chǔ)上優(yōu)化了信息優(yōu)

5、先級(jí)配置，提高了系統(tǒng)的控制品質(zhì)。5.研究了TrueTime工具箱的特性及其使用方法設(shè)計(jì)了基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)，給出了仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工作原理、程序流程和時(shí)鐘同步、遲延測(cè)試等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)理論研究與分析有一定幫助。6.介紹了筆者參與研發(fā)的一套用于大型火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的基本功能和整體結(jié)構(gòu)，著重描述系統(tǒng)研發(fā)中的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。首先介紹了事件一時(shí)間驅(qū)動(dòng)方式工程實(shí)現(xiàn)的技術(shù)細(xì)節(jié)然