| 【中文题名】 | 基于时延补偿和广义预测控制算法的网络控制系统研究 |
| 【英文题名】 | On Networked Control Systems Based on Delay Compensation and GPC Algorithm |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-31 |
| 【中关键词】 | 网络控制系统,广义预测控制,时延补偿,TrueTime工具箱,, |
| 【英关键词】 | Network Control System,Generalized Predictive Control,Delay Compensation,TrueTime Toolbox, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 |
网络控制系统是现代控制系统发展的一个新阶段,是当今控制理论界研究的热点,研究它具有重要的意义。本文在引出了网络控制系统概念的基础上,简要回顾了网络控制系统的发展和研究现状,介绍了网络控制系统的一般特性和介质通讯协议,并举例说明了网络控制系统在工程实践中的应用。接着探讨了传输时延和丢包现象对网络控制系统的影响以及系统的稳定性问题。
针对传输延迟和丢包现象使控制系统性能恶化的问题,在综合前人研究成果的基础上,提出一种新的控制策略,将广义预测控制算法和时延补偿相结合,并在传感器发送端设置一个发送缓冲区防止数据丢失。以瑞典Lund大学的网络控制工具箱TrueTime作为仿真平台,建立网络控制系统的模型,将传统的PID算法和本文提出的控制策略分别在此平台上进行仿真。仿真结果表明,基于GPC算法的控制系统拥有较小的超调和较少的振荡,它可以较好的解决网络中的时延和丢包的问题,使控制性能得到明显的改善。在GPC算法的基础上引入时延补偿,进一步降低了传输时延对网络控制系统的影响,网络控制系统拥有较好的动态性能和稳定性。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第一章 绪论 |
7-13 |
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1.1 研究背景 |
7-8 |
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1.2 研究现状 |
8-10 |
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1.3 研究的目的与选题意义 |
10-11 |
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1.4 本文工作 |
11-13 |
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第二章 网络控制系统性能分析 |
13-28 |
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2.1 网络控制系统概述 |
13 |
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2.2 网络控制系统的特点 |
13-16 |
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2.3 时滞控制系统 |
16-17 |
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2.4 网络控制系统工作模式 |
17-18 |
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2.5 网络控制系统中存在的问题 |
18 |
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2.6 网络介质访问控制协议 |
18-19 |
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2.7 控制网络的介质访问 |
19-22 |
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2.8 应用实例 |
22-27 |
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2.9 小结 |
27-28 |
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第三章 网络控制系统模型的时延和丢包的分析 |
28-47 |
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3.1 网络控制系统模型 |
28 |
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3.2 时延对控制系统性能的影响 |
28-32 |
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3.3 基于LYAPUNOV 函数的NCS 稳定性分析 |
32-35 |
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3.4 时延的估计与补偿 |
35-42 |
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3.5 数据包丢失的网络控制系统 |
42-46 |
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3.6 小结 |
46-47 |
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第四章 广义预测算法在网络控制系统中的应用 |
47-61 |
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4.1 GPC 控制算法（GENERALIZED PREDICTIVE CONTROL） |
47-48 |
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4.2 滚动优化 |
48-50 |
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4.3 反馈校正 |
50-51 |
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4.4 GPC 中各参数对系统的影响 |
51-52 |
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4.5 控制算法和仿真结果 |
52-54 |
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4.6 GPC 在网络控制系统中的应用 |
54-57 |
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4.7 GPC 算法与PID 控制效果的比较 |
57-60 |
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4.8 小结 |
60-61 |
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第五章 基于TRUE TIME 工具箱的NCS 仿真系统及实验平台的设计与实现 |
61-76 |
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5.1 TRUETIME 工具箱的组成和功能 |
61-63 |
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5.2 网络控制系统的仿真模型分析 |
63-67 |
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5.3 实验仿真和分析 |
67-75 |
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5.4 小结 |
75-76 |
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第六章 结束语 |
76-78 |
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6.1 论文的主要工作 |
76 |
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6.2 论文的创新点 |
76 |
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6.3 进一步的研究工作 |
76-78 |
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参考文献 |
78-83 |
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研究生期间发表的论文 |
83-84 |
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致谢 |
84-85 |
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详细摘要 |
85-88 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.388708 |
