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《工业控制时变延迟网络化控制系统中新型控制器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、计算机测量与控制.2005.13(3)工业控制·244·ComputerMeasurement&Control=====================================================文章编号:1671-4598(2005)03-0244-03中图分类号:TP332.3文献标识码:B时变延迟网络化控制系统中新型控制器的设计李璋1,2,方华京1(1.华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074;2.湖北大学物理与电子技术学院,湖北武汉430062)摘要:网络化控制的出现,大大推动了现代控制技术的发展,正成为新的研究热点。针对网
2、络化控制系统,提出了一种新型的延迟状态变量模型,以此为基础设计了线行二次型最优控制器(LQR)。同时也给出了在线估计延迟的方法。因为在具有时变延迟的网络化控制系统中,LQR控制器很难实施,又给出了一种模糊逻辑-LQR控制器的设计方法。实验控制结果表明,这种新型控制器使时变延迟的网络化控制系统稳定,且具有很好的性能鲁棒。关键词:网络化控制系统;时变延迟;模糊逻辑;在线估计NovelControllerDesignforNetworkedControlSystemswithTime-variantDelays1,2,FangHuajing1LiZhang(1.Dep
3、artmentofControlScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;2.SchoolofPhysicsandElectronics,HubeiUniversity,Wuhan430062,China)Abstract:Anewdelayedstate-variablemodelfornetworkedcontrolsystemsispresented,basedonwhichaLQRcontrollerisdesigned.Amethod
4、ofdelays-estimationonlineisalsogiven.ForthedifficultyonimplementationofLQRinNCSwithtime-variantdelays,afuzzylogicwithLQRcontrollerisaddressed.Experimentresultsshowthatthenovelcontrollercanrobustlypreservetheperformanceintermsoftime-variantdelays.Keywords:networkedcontrolsystems;time-
5、variantdelays;fuzzylogic;onlineestimation本文研究的具有时变延迟的网络化控制系统,如图1所0引言示。其中传感器(sensor)为时间驱动,且采样周期定常,设当前,系统智能化和灵活配置的发展需要越来越多的传感为h。控制器(controller)和执行器(actuator)均为事件驱器、执行器和控制器。从点到点连接发展到网络连接,会给现动。系统中,用s和a分别表示信号从传感器到控制器、控制场仪器间的信号传递带来不确定延迟。众所周知,延迟会降低器到执行器之间的网络传输延迟,并且假设控制对象(plant)控制系统的性能,因此国际上
6、已有很多学者从事网络化控制系的全部状态采样值用一个包传输。统的研究。Feng-LiLian(2002)研究了延迟对系统建模的影图1中,控制对象(plant)的标准连续状态空间模型可以响,并针对他所提出的系统延迟模型,设计了一种新型的用下式描述:[1]。WeiLQR最优控制器,然而他只考虑了确定性延迟的情况·x(t)=Ax(t)+Bu(t),y(t)=Cx(t)(1)-Zhen(2003)用时钟同步的方法在线测量了网络中的延迟,式(1)中,控制对象的状态变量x∈RN,输入信号u∈RM,并根据测量到的延迟设计了一个LQR最优控制器,可是该控输出信号y∈RR,A、B、
7、C取相应的维数。制器在实际配置时,会降低系统的性能[2]。SukLee(2002)不妨先假设系统中延迟s和a是定常,并且小于一个采样设计了一种应用于网络化控制系统的模糊控制器,可惜在设计[3]周期,本文稍后将讨论时变延迟的情况。因为系统中延迟和周该模糊控制器时,没有利用网络带来的信息。网络化控制系统作为一门交叉学科,既涵盖控制又关联网期采样的影响,控制对象(plant)模型将转换为:络。因此在系统设计时,应该综合考虑控制和网络的因素。同x(k+1)=9x(k)+$0v(k)+$1v(k-1){(2)时也必须顾及到,延迟在网络化控制系统中可能具有时变性。y(k)=
8、Cx(k)依照这个宗旨,
