網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中基于時延補(bǔ)償?shù)膯紊窠?jīng)元PID控制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked control system，NCS)，即控制回路通過實(shí)時網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)而成的反饋控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中各部件(傳感器、控制器和執(zhí)行器)之間的信息交換都是通過網(wǎng)絡(luò)完成的。它是一種全分布式的、網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)時反饋控制系統(tǒng)，是某個區(qū)域現(xiàn)場傳感器、控制器、執(zhí)行器和通訊網(wǎng)絡(luò)的集合，提供設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，使該區(qū)域內(nèi)不同地點(diǎn)的用戶實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)工作。盡管網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際分析設(shè)計中仍有很多亟待解決的問題，如網(wǎng)

2、絡(luò)延時、丟包以及多包傳輸?shù)?，其中最主要的問題就是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的延時。網(wǎng)絡(luò)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、恢復(fù)時間變長等，更嚴(yán)重的情況會使系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，延時問題是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中最受關(guān)注的問題之一。
　　 首先，本文介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的工業(yè)背景和研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了網(wǎng)絡(luò)時延問題的研究進(jìn)展。分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時延產(chǎn)生的原因及特性，根據(jù)采樣時間的不同和驅(qū)動方式的不同進(jìn)行了建模分析。
　　 其次，本文采用S

3、mith預(yù)估器與單神經(jīng)元自適應(yīng)PID相結(jié)合的方式，為了使用Smith預(yù)估器進(jìn)行補(bǔ)償，在時延分析的基礎(chǔ)上，將執(zhí)行器采用時鐘驅(qū)動方式，控制器采用事件驅(qū)動，先把網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)時延轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭〞r延，再根據(jù)純滯后系統(tǒng)的特點(diǎn)，改進(jìn)單神經(jīng)元PID算法，由此得到基于時延補(bǔ)償?shù)膯紊窠?jīng)元PID控制器，較好地解決了Smith預(yù)估模型失配問題，增強(qiáng)了自適應(yīng)能力。此種控制方案具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。此外，針對網(wǎng)絡(luò)時延的特點(diǎn)，對時延的預(yù)測做了初步探討，建立了基于最小二