基于改进广义预测控制及双smith预估时延补偿的网络控制系统研究

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1、Ｍ７２７学校代码：１０３６３分类号：Ｔ：２１３０２３０１３８密级：公开学号％杂裝灵锭少、毒Ａ打ｈｕｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕±学位论文题基于改进广义预测控制及双Ｓｍｉｔｈ目预估时延补偿的网络控制系统硏究论文作者徐星星指导教师张春教授于琼高级工程师控制工程学科Ｃ专业）研究方向智能信息处理及应用：论文提交日期：２０１６年６月３日分类号：ＴＭ７２７单位代码：１０３６３密级：公开学号０２３０：２１３１３８题目

2、基于改进广义预测控制及双Ｓｍｉ化预估时延补偿的网络控制系统研究英文并列题目ＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＤｏｕｂｌｅＳｍｉｔｈＰｒｅｄｉｃｔｏｒ学生姓名：徐呈是指导教师：张春教授于掠高级工括师专业：控制工程研究方向：智能信息化巧及应用论文答辩日期：２０１６年６月３日安徽工程大学学位论文原创性声明：我恪守学术道德本人郑重声明，崇尚严谨学风

3、。所呈交的学位论文，是。本人在导师的指导下，独立进行研究王作所取得的成果除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：冬婷旁曰期：兴年＾月曰＾安徽工程大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权安徽工

4、程大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。。保密□，在＿年解密后适用本版权书本学位论文属于不保密学位论文作者签名；祭表指导教师签名：＾曰期：（年石月户曰曰親ｃＭ若年《月《曰安徽工程大学硕±学位论文基于改进广义预测控制及双Ｓｍｉｔｈ预估时延补偿的网络控制系统硏究摘要进入２１世纪，随着互联网的髙速发展，ＮＣＳ在工业生产中的优势日益显现，并呈现出蓬勃发展的趋势。然而，网络时延却同时存在于

5、网络控制系统的前向通道和反馈通道中并且不可避免，其存在不仅会降低系统的动态特性，甚至会导致系统出现不可控。当被控对象自身也带有时滞时，往往存在的时滞又是大时滞、非线性、时变的一，那么对控制器参数的精确选择和确定就存在定的难度。所＾，网络控制系统时延预估补偿备受国内外学者的关注。１目前ｉ化预估补偿器在模型完全匹配时能够将ＮＣＳ的，由于Ｓｍ前向通道的时延从闭环回路中移到闭环回路外，将反馈通路的时延从系统中彻底消除，无需对反馈通路实施网络调度等所［＾在时延补偿方面得到了广泛应用。但是，传

6、统的Ｓｍｉ化预估补偿器必须要掌握被控对象的精确数学模型。当模型不完全匹配时，甚至完全失配时，其就难起到到时延补偿的作用。而在实际的工业控制领域中是很难获得精确的参数模型一突出问题对ＮＣＳ。所Ｗ，本文针对送中的时延预估补偿进行巧关研究。（１）开篇首先介绍ＮＣＳ结构、时延产生的原因、时延的组成Ｉ安徽王程大学硕±学位论文及网络时延常用补偿策略的国内外研究现状，在此基础上提出本文解决时延补偿问题的思路和方法。（２）在具有网络时延和被控对象自身时延的网络控制系统中，针对传统Ｓ

7、ｍｉｔｈ预估补偿器需要被控对象的精确数学模型，对传统Ｓｍ她预估补偿器进行改进一，提出在预估器反馈通道上引入阶惯性滤波环节，用于解决被控对象与预估器模型参数失配问题。同时控制策略引入常规ＰＩＤ控制策略及自适应Ｆｕｚｚ－ＰＩＤ控制ｙ，利用Ｍａｎｋ平台设计一ｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉ阶惯性带纯滞后环节的网络控制系统结构并进斤对比仿真分析，仿真结果表明改进后的系统能够获得较好的动态性能和适应性能。（３）在ＮＣＳ中引入ＧＰＣ。并针对其在求解运算中需要运用Ｄｉｏｐｈａｎｔｉｎｅ方程，涉及大量的矩阵

8、运算，影响系统的控制效率等问题，对其进行优化改进。本文引入阶梯式ＧＰＣ策略及缓冲器队列选择机制。并给出了改进后的ＧＰＣ及队列选择机制在ＮＣＳ中的实现过程。（４）被控对象为王业控制过程中最具代表性的二阶惯性带大滞后环节Ｆｕｚｚ－ＰＩＤ控制，控制策略选择ｙ和改进ＧＰＣ，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中的ＴｍｅＴｉｍｅｌ．５工具箱环境，对系统带网络时