具有传输时延与数据包丢失的网络化控制系统的最优控制

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1、广东工业大学硕±学位论文（工学硕±）具有传输时延与数据包丢失的网络化控制系统的最优控制金薇二〇—六年六月：１１８４５分类号；学校代号ＵＤＣ：密级：学号：２１１１３０４１２５广东工业大学硕±学位论文（工学硕±）具有传输时延与数据包丢失的网络化控制系统的最化控制金薇指导教师姓名、职称：唐斌副教授专业或领域名称：梓制科学与王提学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：２０１６年０６月乂ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｄｏｎＵｎｉｖｅｒ

2、ｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｇｙｇｙｆｏｒ化ｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅ（ｇ）ＯｔｉｍａｌＣｏｎｔｒｏｌｏｆＮｅｔｗｏｒｋｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｓｔｅｍｓｗｉｔｈｐｙＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＤｅｌａｓａｎｄＰａｃｋｅｔＬｏｓｓｅｓｙＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＪｉｎＷｅｉＳｕｅｒｖｉｓｏｒＡｓｉｔｅＰｒｏＢｉｎｐ：ｓｏｃａｔＴａｎｇＪｕｎｅ２０化ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ

3、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ５１０００６ｇ，ｇｇ，，摘要摘要一个网络控制系统一（ＮＣＳ）是由共享个串行通信通道的多个反馈控制构成的回路。与点对点的传统控制系统的不同，它将网络引入到控制系统中，使系统结构简化。然而数据在网络中，具有更好的灵活性的同时也节约成本且易于安装和维护传递会导致传输时延、传输间隔、数据包丢失、变采样等问题，这也就降低系统的性能甚至会导致闭环系统的不稳定。本文主要是针对网络化控制系统中存在的传输时延和数

4、据包丢失，提出了利用神经网络做出状态预测，补偿传输时延和数据包丢失带来的影响，同时实现利用自适应动态规划来近似求解非线性系统的最优问题。自适应动态规划Ａｄａｔｉｖｅ（ｐ一ｄｙｎａｍｉｃＰｒｏｒａｍｍｉｎＡＤＰ作为，是利用ｇｇ，）种近似求解非线性最优控制问题的方法ａｍ－－。近似求ＨｉｌｔｏｎＪａｃｏｂｉＢｅｌｌｍａｎ（ＨＪＢ）等式的迭代方法本文的主要内容如下：首先、＞１，概括叙述了本课题的研究背景和意义研究中存在的基本问题１＾及研究的现状。之后，介绍了最优控制原理、自适应动态规划的原理和神经网络等概念，

5、为接下来的最优控制与跟踪控制做铺垫。其次，对本文所研究的问题进行了相应的问题描述，Ｗ及算法所带来的稳定性和收敛性等特性都进行了分析，针对非线性系统存在的时延和数据包丢失的问题，利用神经网络，近似逼近函数结构来进行预测，并且利用自适应动态规划算法求解出系统的最优控制策略并给出算法设计。随后，对于最优跟踪控制进行问题的描述和分析，提出了新的性能指标函数，说明了算法的收敛特性，并且通过数学转换的思想，将跟踪问题转换为求解最优问题。最后一，对全文进行了总结与展望，指出了本文的主要研究成果Ｗ及有待进步研究的问题。

6、文中针对非线性系统存在时延和数据包丢失的情况下，利用神经网络来预测补偿时延和数据包丢失带来的影响，并且利用自适应动态规划求解非线性系统的最优问题，，解决了非线性系统无法直接求解的问题。后面章节的仿真实例表明本文在一定程度上解决了网络化控制系统的时延和丢包问题的最优控制。关键词：经网络网络化控制系统；最优控制；跟踪控制；自适应动态规划；神ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＡｎｅｔｗｏｒｋｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ（ＮＣＳ）ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｆｅｅｄｂａｃ

7、ｋｃｏｎｔｒｏｌｌｏｏｐｓｔｈａｔｓｈａｒｅａｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌ．Ａｓ打ｅｔｗｏｒｋｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ－打ｅｔｗｏｒｋｉｎｔｏａｃｏｎ巧ｍａｎ－ｔｒｏｌｓｙｅｍｂｒｉｎｇｙａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｃｏｎｖｅ打ｔｉｏ打ａｌｐｏｉｎｔｔｏｐｏｉｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙ巧ｅｍｓ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ：ｌｏｗｅｒｃｏｓｔ，ｓｉｍｐｌｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏ打ａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ａｎｄｂｅａ

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