無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)延時補償算法研究.pdf

1、無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(wireless networked control system，WiNCS)是一種集無線通信技術(shù)和控制理論于一體的分布式控制系統(tǒng)，它通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地理空間位置的控制器、傳感器和被控對象連接起來，構(gòu)成一個實時閉環(huán)控制系統(tǒng)。無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)分散化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的發(fā)展趨勢。雖然無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過共享的通信信道打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在地理空間位置的限制和點對點連接的束縛，減少了系統(tǒng)布線，降低了成本，

2、提高了系統(tǒng)的靈活性，但其產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延時、數(shù)據(jù)包丟失、數(shù)據(jù)多跳傳輸和節(jié)點功率控制等問題。這些問題會使系統(tǒng)的控制性能下降，嚴(yán)重時甚至?xí)茐南到y(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，本文針對無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)延時和丟包進(jìn)行算法研究與補償。
　　首先，本文簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、特點以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹了無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延時、數(shù)據(jù)包丟失和功率控制等問題，并引入了無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)。
　　其次，總結(jié)

3、了近年來國內(nèi)外研究學(xué)者在無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)延時和丟包補償算法上的研究成果，分析了國內(nèi)外無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)延時和丟包補償算法上的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并簡單介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實時仿真工具。
　　再次，本文針對帶有網(wǎng)絡(luò)延時和丟包的無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，引入變死區(qū)采樣思想，結(jié)合T-S模糊PID控制算法實現(xiàn)控制。為了充分驗證所提出算法的有效性，本文利用True Time1.5網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實時仿真工具建立單回路和多回路下實時分布式無線網(wǎng)絡(luò)

4、控制系統(tǒng)仿真連接圖，通過仿真驗證了所提出的算法不僅能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定，還能有效地優(yōu)化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)和控制性能(QoP)。
　　雖然結(jié)合變死區(qū)采樣的T-S模糊PID控制算法能夠優(yōu)化系統(tǒng)的QoS和QoP，但系統(tǒng)的超調(diào)量仍然較大。因此，本文仔細(xì)考慮了系統(tǒng)的快速性與超調(diào)量問題，引入了重置控制算法對無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。仿真結(jié)果表明改進(jìn)重置控制系統(tǒng)normal控制器的新方法能夠較好的解決系統(tǒng)快速響應(yīng)和超調(diào)量的問題，提高了系