網絡控制系統(tǒng)中基于時延補償的單神經元PID控制.pdf

1、網絡控制系統(tǒng)(Networked control system，NCS)，即控制回路通過實時網絡閉環(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絡完成的。它是一種全分布式的、網絡化的實時反饋控制系統(tǒng)，是某個區(qū)域現場傳感器、控制器、執(zhí)行器和通訊網絡的集合，提供設備之間的數據傳輸，使該區(qū)域內不同地點的用戶實現資源共享和協(xié)調工作。盡管網絡控制系統(tǒng)有許多優(yōu)點，但是在實際分析設計中仍有很多亟待解決的問題，如網

2、絡延時、丟包以及多包傳輸等，其中最主要的問題就是網絡產生的延時。網絡傳輸延時的存在將大大降低控制系統(tǒng)的性能，例如超調量增大、恢復時間變長等，更嚴重的情況會使系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，延時問題是網絡控制系統(tǒng)中最受關注的問題之一。
　　 首先，本文介紹了網絡控制系統(tǒng)的工業(yè)背景和研究現狀，重點介紹了網絡時延問題的研究進展。分析了網絡控制系統(tǒng)時延產生的原因及特性，根據采樣時間的不同和驅動方式的不同進行了建模分析。
　　 其次，本文采用S

3、mith預估器與單神經元自適應PID相結合的方式，為了使用Smith預估器進行補償，在時延分析的基礎上，將執(zhí)行器采用時鐘驅動方式，控制器采用事件驅動，先把網絡隨機時延轉變?yōu)楣潭〞r延，再根據純滯后系統(tǒng)的特點，改進單神經元PID算法，由此得到基于時延補償的單神經元PID控制器，較好地解決了Smith預估模型失配問題，增強了自適應能力。此種控制方案具有較好的自適應性和魯棒性。此外，針對網絡時延的特點，對時延的預測做了初步探討，建立了基于最小二