【摘 要】
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网络控制系统,简称NCS,是一种通过实时网络构成闭环的分布式反馈控制系统。其中,控制器、传感器和执行器通过共享的网络交换信息。在网络控制系统中,时延和丢包是两个最重要
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网络控制系统,简称NCS,是一种通过实时网络构成闭环的分布式反馈控制系统。其中,控制器、传感器和执行器通过共享的网络交换信息。在网络控制系统中,时延和丢包是两个最重要的参数,它们会降低系统的性能,使稳定范围变小,严重的情况将使系统不稳定。为了克服它们带来的不良影响,本文研究了如何补偿时延与丢包的问题。首先,本文阐述了网络控制系统的概念,介绍了它的发展历程与优势。引出了网络控制系统中时延和丢包的问题,以及其它一些相关问题,同时,综述了国际国内诸多学者处理时延与丢包问题的方法。其次,本文介绍了实验测量网络时延和丢包的方法。所有测得的数据将在后面被用来建立网络时延模型。再次,本文分别介绍了2种补偿时延和丢包的方法——基于Markov链的方法和基于预测控制的方法。为了验证这两种方法的有效性,本文利用实际的时延和丢包数据进行了实验仿真验证。再次,本文提出了一种基于模糊T-S建模方法来补偿时延和丢包的新方法。这种方法的基本思想是：假设系统的动态可以由一组规则来描述而不是单一的一个模型描述,而总的输出是根据每条模糊规则得到估计值的综合。在建立模糊T-S模型以及产生预测值的过程中,GK聚类方法都起到了极其关键的作用。通过仿真实验,本文验证了这种基于模糊T-S模型的方法,可以精准地预测网络时延丢包,并且直接有效地对其进行补偿。本文还详细讨论了模糊T-S方法在建模过程中选取参数的问题,并且根据讨论,提出了对模糊T-S方法的改进。通过实验仿真,本文还将利用模糊T-S模型的方法与利用BP神经网络的方法进行了比较。最后是全文的总结,并且提出了对未来工作的展望。
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