分數(shù)延時的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究和設計.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)使用共享網(wǎng)絡代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)點對點之間的專線,安裝和維護方便、成本低、資源共享等優(yōu)勢顯現(xiàn)出來,廣泛應用于遠程醫(yī)療、遠程教學、航空航天等領(lǐng)域。然而,由于網(wǎng)絡的介入,數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中傳輸,延時和丟包等是不可避免的。延時和丟包會降低網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的控制性能,嚴重的會導致系統(tǒng)失穩(wěn),并使傳統(tǒng)控制理論不再適用于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。必須針對網(wǎng)絡中的延時、丟包、和數(shù)據(jù)包錯序等特性,設計新的控制策略。
　　 網(wǎng)絡的延時通常是隨機的,表現(xiàn)為采樣周期

2、的分數(shù)倍——分數(shù)延時(fractionaldelay),本文把分數(shù)延時處理為兩部分:小于一個采樣周期的分數(shù)延時,附加一段時間使其成為一個采樣周期;大于一個采樣周期的分數(shù)延時等價于丟包。針對網(wǎng)絡延時和丟包,以及數(shù)據(jù)包錯序,提出預測序列控制(PredictiveSequenceControl,PSC)策略。利用預測控制的多步預測,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)和時間戳為反饋序列,被傳送在反饋通道上。
　　 由于在網(wǎng)絡控制系統(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具有良好逼近能力和泛化能力,可以用來預測模型誤差,進而補償預測模型的誤差,并結(jié)合PSC策略進行設計。
　　 在文章的結(jié)尾,理想網(wǎng)絡仿真工具箱TrueTime被用來搭建平臺。針對網(wǎng)絡系統(tǒng)的雙向通道同時存在延時、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