基于數(shù)據(jù)特征驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)問題研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(NCSs)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)點對點式控制的束縛，順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展規(guī)律，具備了低成本、易安裝維護、能夠遠程控制等特點，被廣泛應(yīng)用至物聯(lián)網(wǎng)、航空、導(dǎo)航制導(dǎo)和遠程教育、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域，但同時也會無法避免地遭遇由于引入通信網(wǎng)絡(luò)而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延、數(shù)據(jù)丟包和錯序等問題的挑戰(zhàn)。NCSs中的研究對象往往是有復(fù)雜特性、多變量的，很難甚至不能直接通過機理分析得到具體的對象模型信息，如何利用被控對象的輸入輸出數(shù)據(jù)就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)控制成為

2、了亟需解決的問題。數(shù)據(jù)特征驅(qū)動思想來源于計算科學(xué)領(lǐng)域，一方面能夠直接利用數(shù)據(jù)的特征近似辨識或者逼近復(fù)雜系統(tǒng)的模型另一方面能夠僅利用受控系統(tǒng)的在線和離線輸入輸出數(shù)據(jù)以及經(jīng)過數(shù)據(jù)處理而得到的知識來設(shè)計控制器，無需包含受控過程的數(shù)學(xué)模型信息，成為解決上述問題的一個新思路。
　　針對復(fù)雜多變量的NCSs的控制問題，預(yù)測控制提供了良好的解決手段，基于模型的網(wǎng)絡(luò)化預(yù)測控制方法能夠克服網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延和數(shù)據(jù)丟包的影響而基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的子空間預(yù)測方法能

3、夠克服系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型的困難。如何兼顧兩者的優(yōu)勢進行有機整合提出新的預(yù)測控制算法是本文研究意義所在。本文主要考慮了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延和數(shù)據(jù)丟包問題影響下的網(wǎng)絡(luò)化控制問題，提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動子空間預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)化控制算法，并分別進行了控制器的設(shè)計以及穩(wěn)定性分析最后基于在線實驗平臺進行算法有效性的驗證。具體內(nèi)容如下:
　　基于網(wǎng)絡(luò)化預(yù)測控制方法與數(shù)據(jù)驅(qū)動子空間預(yù)測方法，提出基于數(shù)據(jù)特征驅(qū)動預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)化控制算法，描述了其主要過程以及相應(yīng)的算法舉例