基于小波實時濾波的有噪網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是一種通過實時網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成閉環(huán)的特殊的分布式反饋控制系統(tǒng)。其中，控制器、傳感器、驅(qū)動器通過一條共享的網(wǎng)絡(luò)來交換信息。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)集成了計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制理論，是一門新興的技術(shù)并且正成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。它具有信息資源共享、降低系統(tǒng)成本、使用靈活、易于維護等優(yōu)點，但同時網(wǎng)絡(luò)傳輸也會產(chǎn)生時間延遲、數(shù)據(jù)包丟失等問題。這不僅給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析帶來了困難，而且使許多傳統(tǒng)的控制理論不能直接應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計中。

2、 本文針對具有時間延遲和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究，主要工作如下： 首先，討論了具有時間延遲和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模問題。在考慮系統(tǒng)擾動的基礎(chǔ)上，分別對具有短時延和長時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，給出了時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的離散時間模型。對具有數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，分狀態(tài)反饋和輸出反饋兩種情況給出了系統(tǒng)的離散時間模型。 其次，設(shè)計了基于小波實時濾波的PID控制器。對小波實時濾波算法進(jìn)行研究，在此基

3、礎(chǔ)上構(gòu)建了小波濾波器，并將其與PID控制器相結(jié)合應(yīng)用到控制系統(tǒng)中。在具體實例的基礎(chǔ)上，討論了控制器參數(shù)、小波基函數(shù)、分解深度、滑動窗口大小、補償窗口大小以及閾值選取規(guī)則等的選擇依據(jù)。 最后，研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的補償控制。針對網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延與數(shù)據(jù)包丟失的不確定性問題，利用實時隊列協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延限定在一個采樣周期內(nèi)，并分別利用三種補償策略(PD、PD2和PD3)對丟失數(shù)據(jù)包進(jìn)行補償。結(jié)合小波濾波器提出一種改進(jìn)的小波濾波器，并將這兩