【摘 要】
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网络控制系统NCS(Networked Control System)是一种通过网络构成的闭环分布式反馈控制系统。它具有信息资源共享、系统成本低、使用灵活、易于维护等优点,但是由于网络时延的
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网络控制系统NCS(Networked Control System)是一种通过网络构成的闭环分布式反馈控制系统。它具有信息资源共享、系统成本低、使用灵活、易于维护等优点,但是由于网络时延的存在,网络控制系统的控制指令和传输信息不能及时执行,从而导致系统性能变差,甚至会影响系统的稳定性。为了更有效地解决网络时延问题,提高网络控制系统的稳定性,本文针对搅拌器网络控制中随机耦合时延,提出了一种基于自适应同步控制的时延补偿方法。本文主要的研究工作如下:(1)含随机耦合时延的网络控制系统模型的建立。采用机理建模的方法,考虑搅拌器系统关联、网络拓扑结构等因素,建立了含随机耦合时延的网络控制系统模型;基于已建立的网络模型,分析了随机耦合时延对搅拌器控制系统的影响。(2)建立网络时延的自适应AR预测模型。针对搅拌器网络控制系统中时延具有随机不确定的特点,提出了一种实时的网络时延测量方法。通过实验测试获得了大量的时延样本数据,对数据进行奇异值处理,将随机时延处理成平稳的时间序列,建立了网络时延的自适应AR预测模型。根据模型的预测精度及实时性,确定了模型的阶数,并利用最小均方算法(LMS)根据新的时延值在线调整模型的加权系数,进而通过建立的模型对网络时延进行预测。仿真实验表明基于参数自校正AR模型的时延估计算法对时延有很好的预测效果。(3)含随机耦合时延的网络控制系统补偿。针对搅拌器网络控制系统中的随机耦合时延补偿问题,结合得到的预测时延值,提出了一种基于自适应同步控制的时延补偿算法,该算法能够实时的根据系统时延的变化,自适应的调节控制器的参数。并给出了采用该方法,系统具有局部稳定和全局稳定的条件。仿真实验表明该方法对网络时延具有很好的补偿效果,而且其自适应规则形式简单、设置灵活。
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