网络化预测控制系统的设计,分析与实时实现

采用预测控制策略, 讨论网络化控制系统的设计, 分析与实时实现. 对网络化控制系统的特点进行详细分析, 表明网络化控制系统与传统的控制系统有很大的不同. 为了达到期望的闭环网络化控制系统的性能, 引入网络化预测控制方案, 并对网络化预测控制系统的设计、稳定性分析和实时实现进行深入研究. 本文采用仿真和实际实验, 展示网络化预测控制方案可以弥补随机网络通信延迟和数据丢失、达到期望的控制性能、并具有良好的闭环系统稳定性.  

具有多传输通道系统的网络化预测控制

本文研究了一类具有多传输通道网络化系统的控制问题, 基于网络化预测控制方法, 提出了一种改进型的分布式预测补偿方式, 从而更有效地利用反馈数据来提高控制系统的性能. 对闭环网络化预测控制系统进行分析, 得到其稳定性条件, 特别地, 在模型精确已知和多传输通道的时延为定常的情况下, 该条件将会退化为本地控制的闭环系统稳定性条件. 上述结论的好处是网络化预测控制系统中状态观测器和控制器的设计可以参考本地控制. 通过球杆系统算例验证本文所提方法的正确性和有效性.  

具有时变通信受限非线性信息物理系统的网络化预测控制

针对具有时变通信受限的一类非线性信息物理系统, 本文采用网络化预测控制策略, 对于时变通信时延和 数据丢失, 不是使用常规的被动方式抑制, 而是进行主动补偿. 为了使补偿时变通信受限的方式简单、主动和通用, 提出了一种新颖的网络化非线性预测控制方法. 所设计的网络化非线性预测控制器能达到具有与无网络的本地闭 环控制系统完全相同的期望控制性能. 同时, 经系统稳定性分析, 给出了闭环网络化非线性预测控制系统稳定的充 要条件. 数值算例说明了所提网络化非线性预测控制器设计方法对信息物理系统中时变通信延时实现了完全补偿.