基于模糊T-S模型的网络控制系统时延与丢包的建模与补偿问题研究

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1、如何补偿时延与丢包的问题。首先，本文阐述了网络控制系统的概念，介绍了它的发展历程与优势。引出了网络控制系统中时延和丢包的问题，以及其它一些相关问题，同时，综述了国际国内诸多学者处理时延与丢包问题的方法。其次，本文介绍了实验测量网络时延和丢包的方法。所有测得的数据将在后面被用来建立网络时延模型。再次，本文分别介绍了2种补偿时延和丢包的方法——基于Markov链的方法和基于预测控制的方法。为了验证这两种方法的有效性，本文利用实际的时延和丢包数据进行了实验仿真验证。再次，本文提出了一种基于模糊T-S建模方法来补偿时延和丢包的新方法。这种方

2、法的基本思想是：假设系统的动态可以由一组规则束描述而不是单一的一个模型描述，而总的输出是根据每条模糊规则得到估计值的综合。在建立模糊T-S模型以及产生预测值的过程中，GK聚类方法都起到了极其关键的作用。通过仿真实验，本文验证了这种基于模糊T-S模型的方法，可以精准地预测网络时延丢包，并且直接有效地对其进行补偿。本文还详细讨论了模糊T-S方法在建模过程中选取参数的问题，并且根据讨论，提出了对模糊T-S方法的改进。通过实验仿真，本文还将利用模糊T-S模型的方法与利用BP神经网络的方法进行了比较。最后是全文的总结，并且提出了对未来工作的展

3、望。关键词：网络控制系统；时延；丢包；模糊T-S模型；GK聚类；预测；补偿器分类号：TPl3；TPl81一0thestability,furthermore，makethesystemunstable．Inordertoovercomethebadeffectscausedbythem，theschemeofcompensatethedelayanddropoutisproposedinthispaper．Firstly,theconceptofNCSispresentedinthispaper,andthedevelopmenta

4、ndadvantagesofitareallintroduced．Afterthat，theproblemsofdelaysanddropoutsarepresented，aswellassomeproblemsrelatedtOthem．Themethodsdealingwithdelaysanddropoutswhichareusedbypredecessorsarealsoreviewed．Secondly,themethodoftheexperimentalmeasurementforthetimedelaysanddrop

5、outsiSintroduted．A1lthedatacollectedherewillbeusedtobuildthemodellater．Thirdly,twomethodsforcompensatingthedelayanddropoutareintroducedhere．OneisbasedonMarkovchain，andtheotheroneisbasedonprediction．Inordertovalidatethetwomethods，experimentalsimulationsaremadeusingthere

6、aldataofdelaysanddropouts．Fourthly,anovelapproachtocompensatedelaysanddropoutsusingtheT-Sfuzzymethodisproposedinthispaper．ThebasicideaofthismethodistoassumethatthesystemdynamicsCanbedescribedbyasetofrulesratherthanasingleone，andthefinaloutputisgivenbyacombinationofthee

7、stimatesaccordingtoallthesefuzzyrules．GKfuzzyclusteringwillplayakeyroleintheprocessofbuildingtheT-Sfuzzymodelandgeneratingthepredictedvalues．Bynumericalsimulations，itisprovedthatthroughtheT-Sfuzzymethod，thetimedelayanddropoutCanbepredictedaccurately,andcompensatedeffec

8、tivelyanddirectly．TheproblemhowtochooseparametersoftheT-Sfuzzymodelisalsodiscussedindetail，andsomeimprovementsareputf