网络控制系统的时延在线估计与时延补偿策略研究

针对网络控制系统中的网络时延问题,引入了一种时延在线估计算法,并根据动态矩阵控制的特点,提出了一种基于分段动态矩阵控制算法的网络时延补偿策略,利用分段动态矩阵控制算法对网络控制系统中的时延信号进行预测,以补偿其在网络传输中的时延.     

一种网络控制系统时延补偿方法

本文分析介绍了具有随机时延网络控制系统控制器设计及时延补偿方法,采用广义预测控制(GPC)算法设计控制器。针对输出时延通过对时间加上时间戳来估算时间延迟,并采用状态观测器进行时延补偿,而控制时延则采用队列机制,增加缓存器的方法来保证被控对象获得最优控制信号。通过仿真证实该方法的有效性。     

基于神经元控制的网络时延补偿策略研究

针对网络控制系统（NCS）中的不确定时延问题,在分析循环服务网络和随机争用网络的时延特性的基础上,提出了一种基于神经元控制器的时延补偿策略.该策略用神经元控制代替常规PID控制,无需建立网络控制系统的精确模型,利用神经元良好的学习能力来克服网络控制系统中不确定时延的影响,并对循环服务网络和随机争用网络这两类网络进行了仿真实验研究.仿真结果表明该策略能保证网络控制系统的良好性能.     

网络控制系统中在线时延测量及时延补偿

为了克服网络控制系统中随机时延对控制性能产生的影响,提出了基于在线时延测量和一步预测输出(基于在线参数辨识)的随机时延补偿方法。通过对以太网中随机时延的分析,提出一种在以太网中不存在同步时钟的情况下在线测量时延的方法;在在线辨识模型参数基础上,得到对象一步(随机时延小于一个采样周期)预测输出,从而根据测得的时延得到对象由于随机时延而引起的输出量变化;再用变化量加上对象输出量用于控制算法反馈。最后通过基于以太网控制实验平台对液位对象进行控制所得的结果,验证了时延测量方法和随机时延补偿算法的有效性。     

网络控制系统在线时延估计控制

从网络控制系统的实际应用出发，在不附加网络同步时钟和对时廷特征的高线假设下，运用通讯技术中的网络协议对网络时廷进行在线估计；在此基础上，运用最优控制为网络控制系统设计控制器。通过基于CAN总线的实验系统所得结果验证了上述设计的有效性。     

网络时延在线估计技术与控制器的协同设计

通过在数据包中附加路由信息, 利用路由跟踪的策略, 确定数据包到达目标节点所经过的路由器的数量, 以此给出网络诱导时延的在线估计方法, 从而较好地克服了利用时间戳方法测量网络传输时延时所产生的远程节点与本地节点之间的时间同步问题. 通过对引入的数据包路由信息的设置和网络路由瓶颈的分析, 给出数据包传输周期的下确界和一种简单的数据丢包的判别方法. 最后给出控制器的协同设计步骤, 实验研究验证了本文方法的有效性.     

动态矩阵控制在网络时延补偿中的应用研究

在网络控制系统中,随机传输时延大大降低了系统的控制性能,并导致系统的不稳定.针对以太网在网络控制系统中的随机传输时延问题,提出了一种基于DMC的NCS时延补偿控制方案.该方案采用DMC算法设计控制器,同时通过网络时延补偿器和动态缓冲器整定控制量,使系统输出能迅速跟踪突变输入.利用TureTime工具箱进行仿真实验,结果证明了该算法在处理网络控制系统的时延问题时具有有效性和可行性.     

一种基于区间分割的网络控制系统时延补偿方法

网络控制系统中的时延是影响系统稳定性和动态性能的一个关键因素．本文在对网络时延进行大量测量分析的基础上，通过改进传统网络控制系统结构，提出了基于区间分割的时延补偿方法．仿真结果表明该方法可以显著改善网络控制系统的性能．     

一类随机时延网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类随机时延网络控制系统,引入网络节点有效阀值的思想,并基于T—S模糊模型的概念,建立了具有随机时延和通信约束的网络控制系统模型,提出了一种网络控制系统鲁棒容错控制策略。基于线性矩阵不等式可行解,给出了控制器的参数化表达式。仿真结果,验证了所提方法的有效性。     

具有随机长时延的网络控制系统保性能控制

本文研究了一类具有随机长时延离散时间网络控制系统(NCSs)的建模和保性能控制问题.用两个马尔可夫链分别来描述反馈通道和前向通道的网络诱导时延,基于采用现有最新数据的原则,将闭环NCS建模成一个与当前时刻和过去时刻网络诱导时延有关的马尔可夫随机时滞系统.应用线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫方法得到了闭环NCS随机稳定且具有二次性能指标上界的充分条件,并给出了状态反馈保性能控制器的设计方法.最后,通过数值算例验证了本文方法的有效性.     

时滞控制系统的无时滞变结构控制器*

对时滞控制系统的变结构控制器的设计，不是象通常的方法那样在一个泛函空间中进行，而只是在一个函数空间中，即控制器和切换流形均不带有时滞项，此方法削弱了要求控制器有记忆功能的限制。我们还通过例子实现了设计步骤。     

A Neural Net Predictive Control for Telerobots with Time Delay

This paper extends the Smith Predictor feedback control structure to unknown robotic systems in a rigorous fashion. A new recurrent neural net predictive control (RNNPC) strategy is proposed to deal with input and feedback time delays in telerobotic systems. The proposed control structure consists of a local linearized subsystem and a remote predictive controller. In the local linearized subsystem, a recurrent neural network (RNN) with on-line weight tuning algorithm is employed to approximate the dynamics of the time-delay-free nonlinear plant. The remote controller is a modified Smith predictor for the local linearized subsystem which provides prediction and maintains the desirable tracking performance. Stability analysis is given in the sense of Lyapunov. The result is an adaptive compensation scheme for unknown telerobotic systems with time delays, uncertainties, and external disturbances. A simulation of a two-link robotic manipulator is provided to illustrate the effectiveness of the proposed control strategy.     

一种网络控制新方法及其液位控制应用

提出了一种应用新方法来解决网络控制系统（NCS）的时延问题;该方法在利用广义预测控制（GPC）基本原理的基础上,提出了克服网络时延的排队策略,并通过浙江大学局域网（ZJULAN）在三缸耦合液位控制系统中取得了很好的应用效果;液位控制的成功应用表明,该方法有很好的实用价值,不仅继承了GPC的鲁棒性,还能非常成功地处理网络时延和丢包等较恶劣的网络情况.     

Stabilization of Networked Control Systems Using a Mixed-Mode Based Switched Delay System Method

The phenomenon of mixed-mode is one of the most important characteristics of switched delay systems. If a networked control system (NCS) with network induced delays and packet dropouts (NIDs & PDs) is recast as a switched delay system, it is imperative to consider the effects of mixed-modes in the stability analysis for an NCS. In this paper, with the help of the interpolatory quadrature formula and the average dwell time method, stabilization of NCSs using a mixed-mode based switched delay system method is investigated based on a novel constructed Lyapunov-Krasovskii functional. With the Finsler's lemma, new exponential stabilizability conditions with less conservativeness are given for the NCS. Finally, an illustrative example is provided to verify the effectiveness of the developed results.      

基于网络延时的LQG控制器设计

控制网络中传输延迟的存在,导致确定性闭环网络控制系统转化成一时变不确定性系统.针对网络控制系统中存在小于一个采样周期的传输延迟,提出控制方案,分析建立数学模型,设计出满足要求的时延网络控制器.并通过仿真验证了该结果的正确性,使系统在能控性和稳定性方面得到明显改善.     

基于Internet的网络控制系统端到端时延分析

端到端时延是影响基于Internet网络控制系统(NCS)稳定性的一个重要因素。该文通过OPNET建模仿真,分析了系统的端到端时延特征、时延组成及时延瓶颈。讨论了不同的数据包大小对端到端时延的影响及其原因,把该时延用于一个NCS仿真实例,分析了其对系统稳定性的影响。在NCS的设计过程中,明确端到端时延特征有助于提高系统的稳定性。     

一类网络化控制系统的时延分析及时钟同步方法

针对如何保证精确的分布式时钟同步以实现预期的实时调度和控制问题,通过对一类基于全双工交换式以太网并采用总线型拓扑的网络化控制系统时延特征的分析,结合网络精确时钟同步协议,在分析了其可行性的基础上,给出了网络化控制系统时钟同步的设计及实现方法.     

网络控制系统中考虑动态延时的广义预测控制算法

基于网络控制系统的状态空间统一模型和对网络动态延时的预测,提出了一种预测步数可变的广义预测控制算法,并基于实际对象的数学模型进行了仿真验证．结果表明,所提算法可很好地适应延时波动,且具有较好的控制效果．     

基于内模PID控制器的时延网络控制系统的保稳定性设计①

网络控制系统中存在的随机时延会导致系统的性能变差甚至不稳定。通过对随机时延的分析,建立了一个基于内模PID控制原理的网络控制系统模型,并以工业过程控制中经常用到的二阶对象为控制对象,完成了网络环境下的内模PID控制器的设计。仿真对比表明,该控制器对系统性能进行了补偿,保证了系统具有良好的稳定性能。