分享到:

网络控制系统中基于时延补偿的单神经元PID控制

网络控制系统(Networked control system, NCS),即控制回路通过实时网络闭环而成的反馈控制系统。系统中各部件(传感器、控制器和执行器)之间的信息交换都是通过网络完成的。它是一种全分布式的、网络化的实时反馈控制系统,是某个区域现场传感器、控制器、执行器和通讯网络的集合,提供设备之间的数据传输,使该区域内不同地点的用户实现资源共享和协调工作。尽管网络控制系统有许多优点,但是在实际分析设计中仍有很多亟待解决的问题,如网络延时、丢包以及多包传输等,其中最主要的问题就是网络产生的延时。网络传输延时的存在将大大降低控制系统的性能,例如超调量增大、恢复时间变长等,更严重的情况会使系统不稳定。因此,延时问题是网络控制系统中最受关注的问题之一。首先,本文介绍了网络控制系统的工业背景和研究现状,重点介绍了网络时延问题的研究进展。分析了网络控制系统时延产生的原因及特性,根据采样时间的不同和驱动方式的不同进行了建模分析。其次,  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

广东工业大学
广东工业大学

不确定时延网络控制系统的稳定性研究

网络控制系统(Networked control system NCS)是一个集通信网络和控制系统于一体的系统。涉及到机械及电子工程、软件工程、控制理论、计算机科学、信息理论和可靠性理论知识等学科的知识。随着科学技术的快速发展,网络开始在许多的控制领域应用,网络的应用范围也在不断的扩大,比如机器人遥操作领域、远程教学和实验领域、直流控制系统领域、武器兵工系统领域、远程医疗领域以及家庭、办公自动化领域等。所以,探索和建立更加完善的研究网络控制系统的方法是迫在眉急的大事,是当今社会各个领域的必然需要,对网络控制系统进行进一步的研究具有很重要的战略意义和现实意义。然而,由于控制系统中引入了网络,使得传统的研究控制系统的方法不再适用于网络控制系统,相对于传统的控制系统,网络控制系统主要特征是系统中的传感器,控制器和执行器不是直接的点对点的连接,而是通过有线网络或无线网络来交换数据和控制信息,因此使系统具有许多独特的特点。这些特点也决定了...  (本文共49页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工程大学
河北工程大学

网络控制系统时延问题及其仿真研究

网络控制系统简称为NCS,它是一种将网络引入控制系统的闭环反馈控制系统。主要由控制对象、控制器、传感器和执行器等节点设备通过网络连接而成,具有系统构建模块化、安装与维护方便、可实现资源共享、远程操作与控制、分布式控制的检测方式、较高的诊断能力、易于扩展和较强的灵活性等优点,虽然网络控制系统有这么多的优点,但是由于网络的介入,也不可避免的产生了一些问题,如网络诱导时延、数据包时序错乱、数据包丢失和节点时钟同步困难等。这些问题的存在严重影响了系统的控制性能,甚至会使系统崩溃。因此,对网络控制系统时延稳定性问题进行研究具有重要的实际意义。本文首先对网络控制系统的基本概念和仿真工具TrueTime进行简要介绍,再对时延产生的原因和不同控制网络的时延特性进行分析;其次基于闭环网络控制系统的连续时间的模型,建立多输入多输出时延网络控制系统的模型,构造一个含有能判定系统稳定性的待定矩阵变量的正定Lyapunov函数,推导出具有线性矩阵不等式(...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

基于延时预估的网络控制系统预测控制

随着计算机网络通信技术和控制理论的发展,网络控制系统(NCS)在工业控制领域得到越来越广泛的应用。与传统控制系统相比,网络控制系统打破了其在物理位置上的限制,降低了系统的连接复杂性、减少了运行成本和维护费用,提高了信息集成度。本文首先从网络控制系统的产生和研究意义着手,阐述了网络控制系统中存在的基本问题和研究现状,分析了网络诱导延时在网络控制系统中的成因和对网络控制系统的影响。然后从控制理论的角度出发,针对具有网络诱导延时的网络控制系统,提出了内模控制算法和最优加权平均算法;设计了带有延时预估环节的内模控制器;并通过劳斯一赫尔维兹判据分析了这类系统的稳定性条件。最后在Matlab环境中,分别对延时预估环节、不带延时预估环节的内模网络控制算法、带有延时预估环节的内模网络控制算法进行了仿真实验。验证了具有延时预估环节的内模网络控制算法对网络诱导延时的抑制具有较好的控制效果。  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

曲阜师范大学
曲阜师范大学

网络控制系统的鲁棒稳定性研究

网络控制系统的分析与综合是近年来国际控制领域研究的热点之一。作为一种最新的理论,网络控制理论自从提出以来,其研究和应用得到了迅速发展。在网络控制中,由于网络环境的影响主要表现为数据包传输时延和丢失,而丢包在某些情况下可以转换为时延,因此网络控制系统是典型的时滞系统。而在网络控制所有研究中,不管哪个研究分支,稳定性都是基础,所以网络控制系统的稳定性研究受到越来越多专家和学者的关注。本论文基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)处理方法,讨论了具有时滞依赖的网络控制系统的稳定性问题,对其全局渐近稳定性和鲁棒稳定性进行了分析。所得结果很容易在MATLAB中实现,因而对于控制实用稳定的网络系统具有较高的理论指导意义。论文共分为五章:第一章介绍了网络控制系统的背景及其发展历史,时滞网络控制系统的稳定性研究现状,并简单介绍了本文的主要工作。第二章介绍了网络诱导时滞的特性,Lyapunov稳定性理论,时滞系统稳定性分析的基本方...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

山西大学
山西大学

一类网络控制系统可靠性研究

随着网络技术和控制技术的迅猛发展和广泛应用,网络化控制系统的理论研究和应用成为当前控制领域中的热点之一,也是未来工业控制系统的发展趋势。由于控制系统引入通信网络之后,成为网络化、分布化的新型模式,因此,如何描述网络控制系统的可靠性,并预测其变化规律,是网络控制系统研究中急需解决的问题之一,也是本论文研究的主要内容。首先,论文介绍了网络控制系统的基本概念及其性能指标,给出了网络控制系统可靠性的概念,并选取了可靠性指标。同时,介绍了设计网络控制系统仿真平台的两种方法;然后,在一定的假设条件下,建立了网络控制系统的Markov可靠性模型,运用Markov状态转移方法,通过Laplace变换和Laplace反变换求出可靠性的大小。其次,针对工业控制系统中传感器失效率时变的特点,设计了传感器失效率时变的网络控制系统可靠性模型,在失效率为正弦变化和指数变化的假设下求得了可靠性的大小;再其次,针对分布式传感器网络中故障点多、可靠性参数估计困难...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>