基于新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

內(nèi)容概要

《基于新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)》是作者多年來研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時(shí)延補(bǔ)償方法的概括與總結(jié)。針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的隨機(jī)、時(shí)變和不確定性網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，《基于新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)》以作者提出的新型Smith預(yù)估器時(shí)延補(bǔ)償方法為基礎(chǔ)，深入研究了常規(guī)PID控制、非線性PID控制、模糊自適應(yīng)PID控制、模糊免疫PID控制、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、廣義預(yù)測控制等控制方法對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的補(bǔ)償效果。其研究的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)涉及徑直結(jié)構(gòu)、分層結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)化串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，涉及單回路網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和多回路復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。采用的網(wǎng)絡(luò)涉及有線與無線網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以及有線與無線混雜的網(wǎng)絡(luò)。最后介紹網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的仿真軟件TrueTime 1.5。
《基于新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)》可作為高等院校控制理論與控制工程、系統(tǒng)工程、檢測與自動(dòng)化、通信工程、信息與計(jì)算科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)與控制論、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生的專業(yè)參考書，也可供高等院校與科研院所從事網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究的教師和科研人員參考。

作者簡介

無

書籍目錄

前言
第1章 緒論
1.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究意義
1.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)基本問題
1.3 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.4 本書涉及的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
1.5 本書涉及的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
1.6 本書使用的仿真軟件
1.7 內(nèi)容安排
1.8 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章 網(wǎng)絡(luò)時(shí)延及其測量
2.1 網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的組成與分析
2.2 測量方法
2.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 Smith預(yù)估補(bǔ)償
3.1 引言
3.2 Smith預(yù)估補(bǔ)償原理
3.3 Smith預(yù)估器研究現(xiàn)狀
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 網(wǎng)絡(luò)時(shí)延補(bǔ)償研究思路與方法
4.1 引言
4.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)存在的問題
4.3 解決時(shí)延補(bǔ)償問題的思路與方法
4.3.1 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
4.3.2 需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題
4.3.3 思路與方法
4.4 本章小結(jié)
第5章 新型Smith預(yù)估器(一)
5.1 引言
5.2 控制器端的Smith預(yù)估器
5.3 新型Smith預(yù)估器(一)技術(shù)路線
5.3.1 被控對象模型參數(shù)完全匹配
5.3.2 被控對象模型參數(shù)不完全匹配
5.4 新型Smith預(yù)估器(一)結(jié)構(gòu)討論
5.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 基于新型Smith預(yù)估器(一)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真
6.1 引言
6.2 PI控制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
6.2.1 仿真設(shè)計(jì)
6.2.2 仿真研究
6.2.3 結(jié)果分析
6.3 廣義預(yù)測控制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
6.3.1 控制算法
6.3.2 仿真設(shè)計(jì)
6.3.3 仿真研究
6.3.4 結(jié)果分析
6.4 PI控制的無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
6.4.1 仿真設(shè)計(jì)
6.4.2 仿真研究
6.4.3 結(jié)果分析
6.5 模糊免疫控制的無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
6.5.1 控制原理
6.5.2 仿真設(shè)計(jì)
6.5.3 仿真研究
6.5.4 結(jié)果分析
6.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 新型Smith預(yù)估器(二)
7.1 引言
7.2 新型Smith預(yù)估器(二)技術(shù)路線
7.2.1 被控對象模型參數(shù)完全匹配
7.2.2 被控對象模型參數(shù)不完全匹配
7.3 本章小結(jié)
第8章 新型Smith預(yù)估器(三)
8.1 引言
8.2 被控對象端的Smith預(yù)估器
8.3 新型Smith預(yù)估器(三)技術(shù)路線
8.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章 基于新型Smith預(yù)估器(三)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真
9.1 引言
9.2 PI控制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
9.2.1 仿真設(shè)計(jì)
9.2.2 仿真研究
9.2.3 結(jié)果分析
9.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
9.3.1 控制原理
9.3.2 仿真設(shè)計(jì)
9.3.3 仿真研究
9.3.4 結(jié)果分析
9.4 非線性PID控制的無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
9.4.1 控制原理
9.4.2 仿真設(shè)計(jì)
9.4.3 仿真研究
9.4.4 結(jié)果分析
9.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章 基于新型Smith預(yù)估器的網(wǎng)絡(luò)化串級控制系統(tǒng)
10.1 引言
10.2 問題描述
10.3 技術(shù)路線
10.3.1 方案Ⅰ
10.3.2 方案Ⅱ
10.3.3 方案Ⅲ
10.3.4 方案Ⅳ
10.4 方案拓展
10.4.1 方案工拓展
10.4.2 方案Ⅳ拓展
10.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第11章 多回路網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真
11.1 引言
11.2 PI控制的有線多回路網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
11.2.1 仿真設(shè)計(jì)
11.2.2 仿真研究
11.2.3 結(jié)果分析
11.3 PI控制的無線多回路網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
11.3.1 仿真設(shè)計(jì)
11.3.2 仿真研究
11.3.3 結(jié)果分析
11.4 本章小結(jié)
第12章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真
12.1 引言
12.2 模糊控制的有線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
12.2.1 控制原理
12.2.2 仿真設(shè)計(jì)
12.2.3 仿真研究
12.2.4 結(jié)果分析
12.3 CMAC控制的無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
12.3.1 控制原理
12.3.2 仿真設(shè)計(jì)
12.3.3 仿真研究
12.3.4 結(jié)果分析
12.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第13章 混雜網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真
13.1 引言
13.2 模糊免疫控制的混雜網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
13.2.1 仿真設(shè)計(jì)
13.2.2 仿真研究
13.2.3 結(jié)果分析
13.3 本章小結(jié)
第14章 TrueTime 1.5仿真軟件
14.1 引言
14.2 TrueTime工具箱
14.3 TrueTime 1.5安裝
14.4 有線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真實(shí)例
14.4.1 系統(tǒng)組成
14.4.2 有線網(wǎng)絡(luò)模型
14.4.3 傳感器節(jié)點(diǎn)
14.4.4 控制器節(jié)點(diǎn)
14.4.5 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)
14.4.6 干擾節(jié)點(diǎn)
14.4.7 仿真結(jié)果
14.5 無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真實(shí)例
14.5.1 系統(tǒng)組成
14.5.2 無線網(wǎng)絡(luò)模型
14.5.3 傳感器／執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)
14.5.4 控制器節(jié)點(diǎn)
14.5.5 仿真結(jié)果
14.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要解決以下兩個(gè)關(guān)鍵性科學(xué)問題： （1）怎樣才能確保系統(tǒng)完全滿足新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)臅r(shí)延條件。 對于隨機(jī)性網(wǎng)絡(luò)，要建立準(zhǔn)確的時(shí)延辨識或估計(jì)的數(shù)學(xué)模型是非常困難的。因此，要免除對隨機(jī)、時(shí)變和不確定性網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的測量、估計(jì)或辨識，就必須實(shí)現(xiàn)在新型Smith動(dòng)態(tài)預(yù)估補(bǔ)償算法及其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中，不出現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的預(yù)估模型。 在實(shí)際NCS中，要滿足節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘信號完全同步是非常困難的，由于節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘信號的漂移將造成測量誤差。 （2）在實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延補(bǔ)償功能的同時(shí)還能增強(qiáng)系統(tǒng)對反饋網(wǎng)絡(luò)通路數(shù)據(jù)丟包的魯棒性。 因此，需要尋找確保系統(tǒng)完全滿足新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)臅r(shí)延條件，以及增強(qiáng)系統(tǒng)對反饋網(wǎng)絡(luò)通路數(shù)據(jù)丟包魯棒性的創(chuàng)新性思路與方法。 4.3.3 思路與方法 為了減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，滿足新型Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)臅r(shí)延條件，需要采用新的研究思路來全面與綜合考慮解決問題的創(chuàng)新方法： （1）時(shí)延補(bǔ)償控制功能分布在相應(yīng)的智能節(jié)點(diǎn)中加以實(shí)現(xiàn)。 首先，必須突破常規(guī)反饋控制系統(tǒng)中控制算法通常只在控制器實(shí)施的傳統(tǒng)思維模式與研究方法，應(yīng)充分考慮到已在工業(yè)過程控制中廣泛使用的FCS（包括工業(yè)以太網(wǎng)）和DCS等NCS中，常見的節(jié)點(diǎn)幾乎都是智能節(jié)點(diǎn)這一現(xiàn)實(shí)，例如，工業(yè)過程控制中使用的許多智能變送器或執(zhí)行器，不僅具有信號檢測與轉(zhuǎn)換或（和）驅(qū)動(dòng)執(zhí)行功能與實(shí)時(shí)通信功能，同時(shí)還具備控制算法組態(tài)等功能。采用將網(wǎng)絡(luò)時(shí)延補(bǔ)償算法的實(shí)施按所在NCS內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)控制回路中所處的具體空間位置，分散到系統(tǒng)相應(yīng)的智能節(jié)點(diǎn)中加以實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新性研究方法，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的分段、實(shí)時(shí)、在線和動(dòng)態(tài)的預(yù)估補(bǔ)償與控制。

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