分?jǐn)?shù)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)使用共享網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)之間的專線,安裝和維護(hù)方便、成本低、資源共享等優(yōu)勢顯現(xiàn)出來,廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)、航空航天等領(lǐng)域。然而,由于網(wǎng)絡(luò)的介入,數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,延時(shí)和丟包等是不可避免的。延時(shí)和丟包會降低網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制性能,嚴(yán)重的會導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn),并使傳統(tǒng)控制理論不再適用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。必須針對網(wǎng)絡(luò)中的延時(shí)、丟包、和數(shù)據(jù)包錯序等特性,設(shè)計(jì)新的控制策略。
　　 網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)通常是隨機(jī)的,表現(xiàn)為采樣周期

2、的分?jǐn)?shù)倍——分?jǐn)?shù)延時(shí)(fractionaldelay),本文把分?jǐn)?shù)延時(shí)處理為兩部分:小于一個(gè)采樣周期的分?jǐn)?shù)延時(shí),附加一段時(shí)間使其成為一個(gè)采樣周期;大于一個(gè)采樣周期的分?jǐn)?shù)延時(shí)等價(jià)于丟包。針對網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和丟包,以及數(shù)據(jù)包錯序,提出預(yù)測序列控制(PredictiveSequenceControl,PSC)策略。利用預(yù)測控制的多步預(yù)測,滾動優(yōu)化和反饋校正獲取的控制率序列,被傳送在前向通道上;為了保證反饋數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性,傳感器同時(shí)采樣被控對象

3、的輸入和輸出,組合一定長度的歷史輸入輸出數(shù)據(jù)和時(shí)間戳為反饋序列,被傳送在反饋通道上。
　　 由于在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中,對象模型存在不精確的情況。然而最小二乘支持向量機(jī)具有良好逼近能力和泛化能力,可以用來預(yù)測模型誤差,進(jìn)而補(bǔ)償預(yù)測模型的誤差,并結(jié)合PSC策略進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　 在文章的結(jié)尾,理想網(wǎng)絡(luò)仿真工具箱TrueTime被用來搭建平臺。針對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雙向通道同時(shí)存在延時(shí)、丟包和數(shù)據(jù)包錯序,分別對基于精確模型的PSC和基于最小