基于CAN總線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)控制算法研究及應(yīng)用.pdf

1、本文以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用預(yù)測(cè)控制算法，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失等問(wèn)題進(jìn)行了研究。主要工作如下： 首先，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的問(wèn)題做了較為詳盡的描述。從網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，采樣周期，抖動(dòng)，數(shù)據(jù)包丟失，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度，穩(wěn)定性六個(gè)方面具體分析了這些因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能影響，并總結(jié)了前人的主要研究成果，評(píng)價(jià)了相應(yīng)的處理方法和技術(shù)。 其次，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，提出了一種模型預(yù)測(cè)控制的方法來(lái)處理這個(gè)影響控制系

2、統(tǒng)性能甚至引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題，并與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果表明新算法能提高控制性能。 然后，構(gòu)建了一個(gè)基于CAN總線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。完成了系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)和軟件流程的設(shè)計(jì)。其中硬件設(shè)計(jì)采用的是PHILIPS公司生產(chǎn)的ARM7/LPC2292微處理芯片作為主控制器，充分利用其外圍電路進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括了電源模塊、液晶模塊、按鍵模塊、CAN模塊、存儲(chǔ)模塊這五大功能模塊的設(shè)計(jì)。軟件部分主要是預(yù)測(cè)控制的算法流程及CAN

3、通信模塊的軟件設(shè)計(jì)。 最后，以水槽液位控制裝置為研究對(duì)象建立模型并將其應(yīng)用到上面構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，然后將動(dòng)態(tài)矩陣控制算法和廣義預(yù)測(cè)控制算法應(yīng)用于這個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了模型預(yù)測(cè)控制算法在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。且為進(jìn)一步的研究提供了軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 不同于MATLAB環(huán)境下的仿真，本文還根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制的特點(diǎn)，考慮了實(shí)際的通信問(wèn)題，并針對(duì)一個(gè)實(shí)際對(duì)象的模型在CAN通信環(huán)境下進(jìn)行了仿真研究，因此，研究結(jié)果