基于CAN總線網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測控制算法研究及應(yīng)用.pdf

1、本文以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為研究對象，采用預(yù)測控制算法，針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時延和數(shù)據(jù)包丟失等問題進行了研究。主要工作如下： 首先，對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的問題做了較為詳盡的描述。從網(wǎng)絡(luò)時延，采樣周期，抖動，數(shù)據(jù)包丟失，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度，穩(wěn)定性六個方面具體分析了這些因素對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能影響，并總結(jié)了前人的主要研究成果，評價了相應(yīng)的處理方法和技術(shù)。 其次，針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，提出了一種模型預(yù)測控制的方法來處理這個影響控制系

2、統(tǒng)性能甚至引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，并與傳統(tǒng)的方法進行了比較，仿真結(jié)果表明新算法能提高控制性能。 然后，構(gòu)建了一個基于CAN總線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。完成了系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)和軟件流程的設(shè)計。其中硬件設(shè)計采用的是PHILIPS公司生產(chǎn)的ARM7/LPC2292微處理芯片作為主控制器，充分利用其外圍電路進行系統(tǒng)設(shè)計，主要包括了電源模塊、液晶模塊、按鍵模塊、CAN模塊、存儲模塊這五大功能模塊的設(shè)計。軟件部分主要是預(yù)測控制的算法流程及CAN

3、通信模塊的軟件設(shè)計。 最后，以水槽液位控制裝置為研究對象建立模型并將其應(yīng)用到上面構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，然后將動態(tài)矩陣控制算法和廣義預(yù)測控制算法應(yīng)用于這個實驗系統(tǒng)，通過具體的實驗研究，驗證了模型預(yù)測控制算法在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。且為進一步的研究提供了軟件實驗平臺。 不同于MATLAB環(huán)境下的仿真，本文還根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制的特點，考慮了實際的通信問題，并針對一個實際對象的模型在CAN通信環(huán)境下進行了仿真研究，因此，研究結(jié)果