一類短時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的內(nèi)膜PID控制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生是計算機技術(shù)、通訊技術(shù)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)自動化領(lǐng)域的標(biāo)志，其信息的傳遞和反饋都是在網(wǎng)絡(luò)媒介上進行。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在安裝、維護等方面具有傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)勢。但是，網(wǎng)絡(luò)化控制模式的引入也帶來網(wǎng)絡(luò)時延、丟包等不容忽視的問題。改進傳統(tǒng)控制策略，以獲得良好的控制效果，對網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的進步和應(yīng)用具有舉足輕重的意義。
　　眾所周知，網(wǎng)絡(luò)時延是網(wǎng)絡(luò)控制自身固有的一個問題，PID控制由于其較強的魯棒性和自適應(yīng)性在工業(yè)現(xiàn)場被廣泛

2、使用。因此，自動化工程師面對的一個不可避免的問題是如何簡潔高效的對傳統(tǒng)PID控制器進行改進，才能達到減少網(wǎng)絡(luò)時延對控制系統(tǒng)性能不利影響的目的。本文在對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究背景和研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，重點從先進PID控制器的設(shè)計角度出發(fā)，從以下幾個方面展開了工作:
　　1、針對網(wǎng)絡(luò)時延在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析和控制器設(shè)計中的重要地位，闡述了時延的主要構(gòu)成、測量方法、影響因素;得到了具有短時延網(wǎng)絡(luò)控制環(huán)境下的系統(tǒng)模型;測量并繪制了隨機時延分布

3、曲線。
　　2、為簡化已有改進型PID控制器在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的復(fù)雜性，在對傳統(tǒng)內(nèi)模PID控制理論分析的基礎(chǔ)上，針對一階被控對象和二階被控對象，分別設(shè)計了一類面向短時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的，只有一個濾波器因子參數(shù)且結(jié)構(gòu)簡單的內(nèi)模PID控制器。
　　3、為獲得更好的控制性能，對面向短時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的內(nèi)模PID控制器進行了改進。在內(nèi)模PID控制器的比例增益項加入了比例因子，并采用粒子群算法來尋找其最佳值;采用在線極限學(xué)習(xí)機實現(xiàn)濾波