具有时延的NCS广义预测控制及应用

发布时间：2020-11-22 02:53

　　 近年来,随着控制、通讯技术和信号处理等技术的不断发展,网络控制系统在工业控制领域得到越来越广泛的应用。网络控制系统各节点的数据传输是通过网络进行的,必然会产生网络随机时延的问题,严重影响控制系统的控制性能。同时,网络环境下的电机同步控制研究也成为热点。针对网络控制系统中存在的时延,本文使用小波神经网络算法对时延进行预测并结合快速广义预测控制补偿网络中出现的时延;并成功设计出了多输入多输出的PI型隐式广义预测控制算法;在此基础上,根据多变量系统PI型隐式GPC隐式广义预测算法,并结合改进多电机的偏差耦合结构,实现多电机的网络环境下的同步控制。本文研究内容主要包括:(1)针对网络控制系统中随机通信时延问题,本文提出了小波神经网络算法对网络时延进行预测,解决了参数复杂,泛化困难等问题。在此基础上结合快速广义预测算法主动对网络时延进行补偿,解决了传统算法只能补偿固定时延的局限性。最后通过仿真实验,证实了该算法的正确性。(2)针对传统的广义预测控制只能解决单输入单输出系统,并且求解丢番方程用时太长,不能很好的解决多输入多输出系统的问题。本文设计了多变量PI型隐式GPC预测控制算法,其特点是将多变量系统进行解耦,然后对解耦的系统进行控制。最后通过MATLAB仿真实验,结果表明了该算法的正确性。(3)针对网络环境下的电机同步控制系统,目前传统的电机控制机构不能很好的进行控制。本文提出了改进型电机偏差耦合结构,结合多变量PI型隐式广义预测控制算法,实现网络化的多电机同步控制。最后进行MATLAB仿真,可以证明该算法的正确性。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM30;TP273
【部分图文】：

邮电大学专业学位硕士研究生学位论文 第一章 绪论2网络控制系统概述近年来， 网络控制系统（Networked Control System,NCS）是以网络作为控制器、执行器传感器之间的传输媒介，是通信网络和自动化控制相结合的产物[6-7]。网络控制系统替代传统控制系统的点到点（Point to Point）式的连接方式，具有布线简单、可靠性高，易于实信息共享等优点，在工业领域得到广泛的应用和快速发展。网络控制系统（Networked Control Systems，NCS）首先由美国马里兰大学的学者 G. C.lsh 提出[8-10]，他阐述了在该系统中控制器和传感器是通过串行通信进行信息交互，但缺少关概念的证明。清华大学的顾洪军教授给出了明确定义：网络控制系统（NCS,networkedntrol systems），又称为网络化的控制系统，是在网路环境下实现的控制系统[11]。

图 1.2 并行控制系统结构图从控制控制思想是选择某台电机作为主电机，将主电机的输出信号作用整个系统可以稳定跟踪主电机输出速度。但没有考虑主电机在受及时反馈信息，不能满足工业环境下精度较高的控制系统。

图 1.2 并行控制系统结构图机主从控制主从控制思想是选择某台电机作为主电机，将主电机的输出信号作用保证整个系统可以稳定跟踪主电机输出速度。但没有考虑主电机在受不能及时反馈信息，不能满足工业环境下精度较高的控制系统。
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本文编号：2893991