直线一级柔性连接倒立摆的网络化控制

研究网络化控制系统中网络延时补偿对系统性能的改善效果.为一级柔性连接倒立摆进行了建模并分析系统的可控性和稳定性,设计LQR控制器.实验验证了延时对系统性能和稳定性的影响;使用统计方法研究了以太网中网络延时的分布特性,实验验证了网络延时的对称性;并设计了基于改进的卡尔曼滤波器的状态预测器对网络延时进行补偿;最后实现了完整的柔性倒立摆的网络化控制系统.实验验证了改进的卡尔曼滤波器的状态预测器的有效性,系统性能得到明显改善.     

基于互联网的液压远程控制系统延时预测算法研究

为了解决不确定性变化的网络延时对基于互联网的液压远程控制系统性能的影响,在系统中设计了补偿器结构解决网络延时问题,同时采用延时预测算法解决网络延时不确定性变化的问题,以改善系统的动态性能和保持系统的稳定性.仿真研究表明,采用补偿器结构和延时预测算法能够在保证系统稳定性的同时有效地降低系统的超调量,缩短系统的过渡过程.     

基于特征模型和模糊动态特征模型自适应控制方法的网络控制系统

针对网络控制系统模型参数选取困难的问题,利用特征模型和动态特征模型的自适应控制方法在实际工程中建模简单、控制精度较高的特点,以直流电机的网络控制系统为例,研究了具有时延和数据丢包网络情况下的网络控制系统,提出了基于特征模型的自适应控制方法和基于模糊动态特征模型的自适应控制方法.仿真结果表明:丢包率对特征模型控制器系统的影响较大,而网络延时对模糊动态特征模型控制器系统影响较大.所提两种方法均可有效保证网络控制系统的控制性能.     

基于网络的液压马达伺服位置系统自适应鲁棒积分控制

针对基于网络的液压伺服控制系统面临的网络延时和阀控马达建模结构不确定性问题,提出了基于Pade定理和反步推导方法合成的误差符号鲁棒积分自适应控制器。该控制器使用Pade定理近似处理时变网络引起的延时,降低延时对控制系统跟踪性能的影响,应用自适应率逼近系统结构不确定性和延时误差值,采用误差符号控制方法补偿剩余的结构不确定性。通过构造合适的Lyapunov函数,验证了闭环系统的全局稳定性,保证闭环系统所有信号的有界性和跟踪误差渐进收敛性。仿真结果表明了该控制方法的高精度跟踪性能。     

神经网络分数阶PID在网络控制系统中的应用

文章针对网络控制系统(NCS)存在的网络延时问题,设计了一种基于RBF神经网络的分数阶PID控制器,并将该控制器应用在网络控制系统中,减小网络延时对控制系统的影响。该控制器利用RBF神经网络具有任意精度逼近非线性函数及训练速度快的优点,在线整定分数阶PID控制器,并采用分数阶PID控制器直接控制被控对象;选取Ethernet控制的弹簧-阻尼控制系统作为实验对象。实验结果表明:该控制系统具有响应速度快、控制精度高、鲁棒性强的特点,有效地减少了网络延时对NCS的影响。     

基于CAN总线伺服控制系统的设计及控制方法

为了深入研究闭环网络控制系统中延时对控制性能的影响和延时补偿方法,将控制器局域网(CAN)总线应用到伺服控制系统中,组成具有总线式网络拓扑结构的分布式控制系统,研究了该运动控制系统实验平台的总体组成和实现.针对该网络控制系统存在的实际问题设计了控制器,有效地提高了系统性能,实验结果验证了其有效性.     

基于小波神经网络的工业以太网延时预测控制

随着网络控制研究的兴起,对工业以太网延时进行补偿成为研究的重点方向.针对网络延时给网络控制系统带来的问题,提出用小波神经网络对工业以太网延时进行预测,根据输入的过去时间延迟序列预测输出下一采样时刻的网络延时值.预测模型的参数通过训练算法实时更新,以保证预测输出的准确性.对实际工业以太网延时数据样本的预测分析表明,该预测模型能够有效预测延时.为进一步说明延时预测效果,将延时预测模型应用于网络控制系统进行延时的预测与补偿,系统仿真结果证明了预测模型预测的准确性及补偿的有效性.     

基于SVM的Internet网络时延分析及预测

针对基于Internet的网络控制系统,采用Socket通信方式构建了网络控制系统的通信平台,在此平台上对网络延时进行了测试.基于时间序列分析方法,对Internet网络延时特性以及延时时间序列的自相关性进行了统计分析;进而提出了基于支持向量机(SVM)的网络延时预测方法.仿真结果证明,和线性预测算法相比,采用支持向量机预测网络延时具有较高的正确率.     

基于混杂系统技术的网络控制系统的建牛与稳定性分析

针对网络控制系统中网络带宽受限所产生的传输延时问题提出一种基于混杂系统技术的建模方法,采用动态输出反馈形式给出了闭环网络控制系统描述,将采样周期和传输延时为常数的情况推广到时变情况,使所建立的模型更具有一般性;并运用混杂系统理论分析了网络控制系统的稳定性,避免了将其转化成一般延时系统构造Lyapunov函数所带来的困难.增大系统稳定域的同时,使系统具有良好的动态性能.仿真结果说明了此方法的可行性和有效性.     

具有通信约束的网络控制系统稳定性研究

针对网络带宽的限制,在网络控制系统中需要采用多包传输．为了避免这些网络包发生时序错乱,每次只传输控制对象测量值分出的多个数据包中的一个,从而将这类网络控制系统建模为异步动态系统．多包传输网络控制系统中同样存在大的网络延时,这必将影响系统的控制性能,甚至使系统失稳．为了保证这类系统的稳定性,借助异步动态系统的Lyapunov稳定理论,给出了多包传输长时延网络控制系统的Lyapunov稳定条件．仿真实验结果表明了该方法的有效性．