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《华北电力大学》 2015年
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Smith模糊控制在网络控制系统中的应用研究

贾君茹  
【摘要】:在网络控制系统中,各个节点间通过网络进行信息传输,测量元件、控制器和执行机构之间通过网络通道实现测量信号和控制信号的传送。网络控制系统是由闭合的网络通道以及网络节点构成的闭环控制系统,具有全分布式的结构,是测量元件、控制器、执行机构与网络通道以适当的方式组合的结果,具有信号传输速度快、系统实时性好等优势,不同位置的用户彼此也可以协调工作,实现信息共享。尽管网络控制系统比集散控制系统更具优势,但也具有一些对系统的性能有很大影响的问题,例如由多包传输导致的数据包丢失与乱序及其网络时滞等,其中网络时滞的补偿问题受到了广泛关注。网络传输延时对系统的动态及静态性能产生重要影响,可导致系统超调量过大,增加系统调节时间,甚至会使系统不稳定。如何实现网络控制系统的时滞补偿正越来越受到专家学者们的密切关注。分析了网络时延产生的原因、时延组成以及时延对网络控制系统稳定性的影响。根据基于被控对象的Smith预估控制方法,提出了三种改进的Smith预估器的设计方法。鉴于被控对象参数及其网络时滞的变化会使Smith预估器达不到预期的控制效果,模糊控制器恰能弥补Smith预估器这方面的不足,在模糊自适应PID控制与Smith预估控制的基础上,结合这两种控制的优点,进行了一种改进的控制器的分析与设计。最后,在MATLAB环境下,对本文所设计的控制器的控制品质进行了仿真对比。仿真结果表明,采用基于递推最小二乘在线辨识的模糊Smith预估时滞补偿的控制策略时,闭环控制系统具有比较好的鲁棒性,能够获得更理想的控制效果。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP273

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