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《青岛科技大学》 2010年
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网络控制系统的时延补偿策略研究

朱孔阳  
【摘要】: 网络控制系统是一种通过网络构成的闭环分布式反馈控制系统。它具有信息资源共享、系统成本低、使用灵活、易于维护等优点,但是由于网络时延的存在,网络控制系统的控制指令和传输信息不能及时执行,从而导致系统性能变差,严重的甚至会影响系统的稳定性。为了更有效的解决网络时延问题,提高网络控制系统的稳定性,本论文在分析网络时延特性的基础上,提出了两种时延补偿策略。 针对网络控制系统中时延小于一个采样周期的网络时延问题,根据预测控制中动态矩阵控制的特点,提出了一种基于动态矩阵控制的网络时延补偿策略,利用动态矩阵控制算法对网络控制系统中的时延信号的未来情况进行预测,用来补偿其在网络传输中的时延;针对网络控制系统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,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,实现对网络时延的补偿,并结合具体的实例分别对两种时延补偿策略进行仿真实验,通过与传统PID控制的比较,进一步验证了该策略的有效性和优越性。为了更好地进行网络控制系统的仿真实验,引入了TrueTime工具箱,该工具箱能够对网络控制系统的网络延时、网络参数、系统性能、控制方法等进行综合仿真研究,并利用TrueTime工具箱搭建网络控制系统仿真平台,结合具体的仿真实例对常用的两种控制网络——以太网和令牌网进行仿真研究,并验证了以太网和令牌网的特点。
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP273

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何相良;面向液压起落架半实物仿真的通信系统建模及应用实现[D];华中科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任长清,吴平东,王晓峰,马树元,陈之龙;基于互联网的液压远程控制系统延时预测算法研究[J];北京理工大学学报;2002年01期
2 熊远生,俞立,徐建明;网络控制系统的滑模变结构预估控制器的设计[J];电气传动自动化;2003年04期
3 王晓峰,吴平东,任长清,黄杰,陈之龙,马树元;基于TCP/IP网络的远程伺服控制系统中的动态模糊控制器[J];计算机应用;2002年11期
4 李璋,方华京;网络化控制系统中鲁棒控制器的设计与优化[J];计算机应用;2005年04期
5 于之训,陈辉堂,王月娟;基于Markov延迟特性的闭环网络控制系统研究[J];控制理论与应用;2002年02期
6 于之训,陈辉堂,王月娟;时延网络控制系统均方指数稳定的研究[J];控制与决策;2000年03期
7 张奇智,张彬,张卫东;随机延迟网络控制系统中的分段时戳动态矩阵控制[J];控制与决策;2005年08期
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9 王贞,郭西进,张彤晓;网络控制系统的滑模控制器设计[J];苏州科技学院学报(工程技术版);2005年01期
10 陈雪丽;张建明;陈良;;基于神经元控制的网络时延补偿策略研究[J];自动化仪表;2006年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付贤政;胡良兵;;网络化控制系统的研究综述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 刘静;;基于预测控制理论的水产品价格模型[J];安徽农业科学;2011年36期
3 张庆丰;郑睿;陈宗祥;;一种基于滚动窗口的AGV动态路径规划算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年02期
4 吴丽娟;DMC-PID串级控制算法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
5 孙德辉;郝冬冬;李志军;;考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制[J];北方工业大学学报;2009年01期
6 周福恩,毕效辉;基于遗传算法的动态矩阵预测控制算法[J];兵工自动化;2005年01期
7 梁瑾;宋科璞;;基于滚动预测原理的移动机器人路径规划[J];兵工自动化;2010年06期
8 王晓峰,吴平东,黄杰,陈之龙,马树元,任长清;基于因特网的液压系统远程控制的基础研究[J];兵工学报;2004年05期
9 樊卫华;蔡骅;吴晓蓓;胡维礼;;一类时延网络控制系统的H_∞鲁棒控制[J];兵工学报;2006年01期
10 孙卫华,裘丽华,祁晓野,王占林;电液复合系统中的相乘非线性控制[J];北京航空航天大学学报;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张颖;巢志骏;席裕庚;;预测调度算法在单机问题中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 马长林;姜红;;网络化控制系统的转换控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 梁涛;孙鹤旭;林涛;雷兆明;;存在数据丢包的NCS状态预估控制设计与稳定性分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 刘文斌;赖旭芝;吴敏;;基于时延在线检测的工业无线网络控制系统状态模糊估计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 张益军;;网络化神经网络系统的同步控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 李会军;叶宾;;一种基于递归BP神经网络的多步预测控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 陆会明;李硕;;电站网络化汽温过程模糊PID控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;On Networked Control Systems Based on Smith Compensator[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
3 徐文君;面向制造的网络服务质量相关理论和关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
4 魏晋宏;预测控制在工业生产过程中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
5 程远雄;永磁同步直线电机推力波动的优化设计研究[D];华中科技大学;2011年
6 葛愿;基于隐马尔可夫模型的网络化控制系统建模与控制[D];中国科学技术大学;2011年
7 修观;非线性模型预测控制方法在滑翔弹道控制中的应用研究[D];南京理工大学;2011年
8 李鹏;基于系统辨识的太阳能—相变蓄热新风供暖系统控制策略研究[D];北京邮电大学;2011年
9 周洪波;小型无人直升机的建模与控制器设计[D];华南理工大学;2011年
10 邱丽;基于Markov跳变理论的网络控制系统研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
2 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王峰;时滞系统的辨识与控制[D];大连理工大学;2010年
4 赵丹;基于MPSO-RBF预测控制的瓦斯监控系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 金鑫;具有数据包丢失的网络控制系统的最优控制[D];中国海洋大学;2010年
6 吴凡;基于预测控制的网络控制系统研究[D];天津理工大学;2010年
7 刘桂萍;基于T-S模型的模糊预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王世明;基于模糊控制与遗传算法的两步法预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 王利杰;不确定广义系统的鲁棒预测控制研究[D];鲁东大学;2009年
10 王朋;列车运行仿真、实时调度的模型及算法研究[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王子才;仿真技术发展及应用[J];中国工程科学;2003年02期
2 刘延斌,金光;半实物仿真技术的发展现状[J];光机电信息;2003年01期
3 徐晓磊,董兆华,吴建峰,陈晓峰,冯金辉;Linux可抢占内核的分析[J];计算机工程;2003年15期
4 李小群,赵慧斌,叶以民,孙玉芳;RFRTOS:基于Linux的实时操作系统[J];软件学报;2003年07期
5 白小明;邱桃荣;;基于Linux的嵌入式实时操作系统的研究[J];微计算机信息;2006年05期
6 叶步财,杨晨晖;基于RTAI可扩展的实时调度模型的研究与实现[J];厦门大学学报(自然科学版);2005年S1期
7 陈晓波,熊光楞,柴旭东;仿真在复杂产品设计中的应用及面临的挑战[J];系统仿真学报;2002年08期
8 赵建军;丁建完;周凡利;陈立平;;Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理[J];系统仿真学报;2006年S2期
9 邢国良,韦宏利,伍卫国,陈剑;基于Linux的实时操作系统的分析与研究[J];小型微型计算机系统;2001年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王卉;飞机防滑刹车地面半物理仿真系统研究[D];西北工业大学;2006年
2 张明辉;飞机防滑刹车半物理仿真试验系统设计与研究[D];西北工业大学;2007年
3 常城;汽车电子半实物仿真平台的研究[D];大连理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 熊远生,俞立,徐建明;网络控制系统的滑模变结构预估控制器的设计[J];电气传动自动化;2003年04期
2 于之训,陈辉堂,王月娟;时延网络控制系统均方指数稳定的研究[J];控制与决策;2000年03期
3 于之训,陈辉堂,王月娟;具有随机通讯延迟和噪声干扰的网络系统控制[J];控制与决策;2000年05期
4 于之训,陈辉堂,王月娟;基于H_∞和μ综合的闭环网络控制系统的设计[J];同济大学学报(自然科学版);2001年03期
【相似文献】
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1 黄玉清,肖宇峰,陈春梅;基于网络控制的水泥转窑监控系统[J];兵工自动化;2004年05期
2 公维娥;;变频器在烧结自动配料系统中的网络控制[J];变频器世界;2005年12期
3 侯春光;曹云东;刘晓明;;以太网技术在智能电器产品中的应用[J];低压电器;2008年11期
4 何世平;;僵尸网络继续维持高位[J];中国教育网络;2008年09期
5 陈博通;龙洪胜;史运涛;;西门子SIMATIC网络控制实验室的设计与实现[J];实验室研究与探索;2008年08期
6 程忠芳;;襄樊机场导航监控系统设计与实现[J];电脑与信息技术;2008年06期
7 李越;;基于通信网络的安全研究[J];电脑知识与技术;2009年12期
8 刘德;网络技术发展预测[J];微型机与应用;2001年02期
9 高富林,常进吉;有线电视网络升级改造[J];中国有线电视;2003年16期
10 丛爽,魏子翔;基于Internet的远程控制系统研究[J];微计算机信息;2004年01期
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1 张子生;王红芳;彭增伟;李庆;刘志强;张庆安;周文杰;;基于基金会现场总线的煤粉静电除尘系统[A];中国物理学会静电专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
2 侯春光;曹云东;刘晓明;刘树鑫;;以太网技术在智能电器产品中的应用[A];第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C];2007年
3 费敏锐;李力雄;;自动化领域的一些进展与评论[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
4 石京燕;刘瑞荣;吴春珍;安德海;;数据库在网络安全管理中的应用[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年
5 柯俊峰;刘钊;;基于B3G的移动机器人系统研究[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
6 李浩;章静;孙中建;;网络控制在焦化生产系统上的应用[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年
7 丁凉;侯整风;;利用Winsock实现网络资源访问控制[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年
8 ;汽车销售行业风险管理的探讨[A];中国内部审计协会现代企业风险管理论文汇编(上册)[C];2005年
9 胡向东;;网络控制系统信息安全模型[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
10 董亮;王建辉;徐林;顾树生;孙盛骐;;网络环境下的液位模糊PID控制系统设计与实现[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李;提高网络控制效果[N];中国计算机报;2003年
2 ;网络控制缓解拥塞[N];人民邮电;2003年
3 记者 班玮;网络控制机器人,万里外海底寻“宝”[N];新华每日电讯;2010年
4 ;Gateway为网络控制PC“瘦身”[N];计算机世界;2002年
5 本报记者 李智鹏;Blue Coat网络控制有新招[N];计算机世界;2010年
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7 王卫东;僵尸网络控制全球百万电脑[N];中国计算机报;2005年
8 曲啸;德国科学家用网络控制机器人探测海底世界[N];中国海洋报;2010年
9 李韬;有效管理网络行为[N];计算机世界;2007年
10 小常;超强远程控制[N];计算机世界;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓玮璍;受约束的网络控制系统分析与设计[D];上海大学;2012年
2 忻克非;无线网络控制系统中的资源优化研究[D];浙江大学;2014年
3 高守婉;具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究[D];中国海洋大学;2011年
4 郑军;网络恶意数据流的检测与控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 王宝生;一种新型路由器体系结构及其实现技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 高振东;网络环境中的机器人视觉伺服及融合控制[D];上海交通大学;2007年
7 黄涛;发动机燃油喷射控制系统关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
8 王英杰;城域无线Mesh网络的网络控制与资源管理算法研究[D];北京邮电大学;2007年
9 李常茗;复合可重构无线通信系统网络复合的研究[D];北京交通大学;2009年
10 束根荣;基于CAN网络控制的新型信息显示系统研究[D];中国科学技术大学;2010年
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1 周波;网络控制系统若干问题的研究[D];浙江理工大学;2014年
2 张国鹏;一类网络控制系统可靠性研究[D];山西大学;2010年
3 宋建强;基于随机优化的网络控制系统最优化方法研究[D];汕头大学;2003年
4 张凤杰;螺纹磨床在线磨削自动补偿系统——电气系统设计与控制研究[D];南京理工大学;2004年
5 赵长军;基于Internet的机器人网络控制研究[D];南京航空航天大学;2004年
6 吴晗;具有任意丢包和时延的网络控制系统滤波研究[D];浙江理工大学;2014年
7 李荣;预测控制在网络控制中的应用[D];华北电力大学;2012年
8 李虎;轨道车网络控制研究[D];北方工业大学;2012年
9 袁斌;油田自动加药系统及其网络控制[D];浙江大学;2002年
10 李建东;基于T-S模糊模型的网络控制系统的时滞研究[D];杭州电子科技大学;2014年
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