基于高速动车组重联网络控制系统时延的研究

文章首先建立高速动车组重联网络控制系统模型并分析前向通道与反向通道时延,基于BP神经网络递推预测的方法对网络控制系统未来的输出进行预测。然后提出一种快速隐式广义预测控制算法(IGPC)对预测的时延进行补偿,IGPC算法的原理是根据系统输入与输出数据,并利用广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)算法与动态矩阵控制律(DMC)的等价性,直接求解最优控制律。IGPC算法比GPC算法的计算量更小且效率更高,既能节省时间成本又能保证高速动车组网络控制的实时性。最后将BP神经网络递推预测的方法与IGPC、GPC结合起来,分别采用无时延补偿基于BP神经网络预测的GPC算法、有时延补偿基于BP神经网络预测的GPC算法及有时延补偿基于BP神经网络预测的IGPC算法进行实验仿真,实验结果表明:相比较于其它两种算法,有时延补偿基于BP神经网络预测的IGPC算法可较好地跟踪标准参考方波,在初始阶段的震荡时间最短且超调量也最小。故有时延补偿基于BP神经网络预测的IGPC算法为最优算法。