预测控制在网络控制系统中的实现

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1、预测控制在网络控制系统中的实现、r876979摘要网络控制系统是最新形式的分布式实时反馈控制系统，具有信息资源能够共享、连接线数大大减少、易于扩展、易于维护、高效率、高可靠性、灵活等优点。本文在分析了以太网、控制网、设备网三种控制总线的基础上，选择了以太网作为研究的背景；在总结现有控制算法的基础上，采用预测控制作为研究方向。根据网络控制系统对象的不同，本文设计了三种预测控制算法。对于线性对象设计了广义预测控制+队列机制算法，而对于非线性对象设计了非线性预测控制+队列机制算法和近似预测控制+队列机制算法。并在浙江大学局域网中，设计了两个实际网络控制系统实验：由电路搭成的线性对象实验和液位非线性实

2、验。本文提出的Ncs预测算法继承了GPc的诸多优点，仿真和实验显示算法有着良好的控制性能。关键词：网络控制系统、以太网、广义预测控制、非线性预测控制、近似预测控制、队列机制预测控制在网络控制系统中的实现AbStractNet、础edcon订olsvstems烈CSs)arenewdistributedandreaItimefeedbackcontrolsystems．Theprimm．yadv捌1tagesofNCSsaremesharingof也einfomatioIl，fhmewofksimplificadon，easeofdiagnosingandmaintaining．Etllemet

3、isselected鹬theresearchbackgm吼dbasedont11eanalysisofmreecon订olbuses，which啪Etllemet。Con廿olNeta11dDeviceNct。Predictivecon∞lal∞rinlIIlisin劬ducedastheresearchmettlodologybasedontllesuⅣeyofrecentNCScontrDlm础odologies．Threepredictivecon仃olme也odologiesaredesiP皿edintllistllesisf-ordi珏爸rempl缸乜inNCss．GeneraliZ

4、edpredictiVecontrol(GPC)+quetlings订ategy(QS)memodisdesigIledforlmearpl锄ts．Whilenonlinearprcdictivecontrol(NPC)+QSmemod柚dapproximatepredictivec伽舡Dl(APC)+QsmetllodarcdesigIledfornonlinearplants．In10calareanetworkofZheiiangUIliversity'“岫actualNCSexperimentsarcimplemented．Oneisalinearsystemmadeofelec曲ci

5、rcuit，a【ldtheotllerisanonlinearSystemof谊出kvel．111epropoSedmemodshaveseVeraladvantagesinherited如mGPC．GoodperfbnnanceoftllemethodsisshowedinsimlllationsandeXperiments．Ind旺terms：ncMorkedcontmlsystenl(NCS)，Etllemet，generalizedpredictiVecon廿Dl(GPC)，noIllinearpredictiVecon廿ol(NPC)，印proximatepredictivecon廿

6、ol(APC)，queuingstrategy(QS)11预测控制在网络控制系统中的实现第一章序言【本章摘要】第一章阐述了网络控制系统的发展背景以及控制总线和算法的现状，指出了本文选题的意义。1．1网络控制系统的发展背景理论来源于实践，又反过来指导实践。控制理论的发展过程印证了这个真理。在控制理论未形成之前，1765年瓦特fJ．Watt)就利用反馈概念发明了蒸气机离一tl,调速器。1877年和1895年劳斯(Routh)和赫尔维茨(Hurwitz)各自独立地提出了高阶微分方程描述的较为复杂系统的稳定性判据。后60年中又经过李亚甫诺夫、奈奎斯特(H．Nyquist)、哈里丝(H．Harris)、

7、伯德(H．wBode)等一大批杰出人才的努力，到20世纪40年代，以传递函数作为系统描述、以频率法和根轨迹法作为系统分析和设计方法的经典控制理论建立起来了，为工业生产和二战的军事技术发展提供了控制理论基础。20世纪50年代之后，航空、航天、核反应堆技术要取得发展，要求控制理论解决精度要求高、控制参数多等问题。而此期间，计算机发展很快，高速、高精度的数字计算机相继推出，为控制理论的发展提供了强有力的