時延對基于網(wǎng)絡的電液控制系統(tǒng)分析及其影響研究.pdf

1、網(wǎng)絡通訊技術被引入電液控制系統(tǒng)后，在數(shù)據(jù)實時傳輸過程中存在網(wǎng)絡時延、數(shù)據(jù)丟包、時序錯亂等現(xiàn)象，其中時延對系統(tǒng)的影響最大，主要是由網(wǎng)絡控制系統(tǒng)時延呈現(xiàn)出可變性、隨機性、不確定性的特性所決定的，嚴重影響著電液控制系統(tǒng)的精度、動態(tài)性能和穩(wěn)定性。
　　本文重點研究了基于網(wǎng)絡的電液控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳輸時延，系統(tǒng)中智能節(jié)點間傳輸時延的組成和分布，及傳輸時延的隨機性和可變性等特點，建立了存在時延的電液控制系統(tǒng)離散數(shù)學模型。從網(wǎng)絡傳輸協(xié)議、電液控制

2、器和傳感器等智能節(jié)點的驅(qū)動方式、采樣周期的選擇三個方面分析了電液控制系統(tǒng)時延的大小影響因素。以薩澳-丹佛斯工程機械車輛電液位置系統(tǒng)為具體研究對象，在CAN總線網(wǎng)絡通信條件下，設置12個智能節(jié)點，其中6個高優(yōu)先級節(jié)點，通過計算得出CAN總線控制的該系統(tǒng)的時延參數(shù)。利用MATLAB/TrueTime工具箱建立仿真模型，仿真研究固定時延和隨機時延對電液控制系統(tǒng)的影響。
　　針對時延對電液控制系統(tǒng)控制精度和穩(wěn)定性造成的不良影響，傳統(tǒng)的Sm

3、ith預估運用到電液控制系統(tǒng)中，需要準確預估時延的變化參數(shù)和電液系統(tǒng)的精確模型，然而時延的可變性、隨機性又恰恰實時改變著電液控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)準確預估時延參數(shù)和精準模型非常困難。本文設計了基于Smith預估的模糊控制補償方案，優(yōu)化了Smith預估補償策略。將模糊控制技術引入Smith預估控制技術中，直接運用于基于網(wǎng)絡的電液控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了Smith預估控制對電液控制系統(tǒng)的時延參數(shù)變化不敏感的特性，能夠很好的跟隨實際參數(shù)的變化。

4、r>　　最后通過基于CAN總線的薩澳-丹佛斯的工程機械車輛電液位置系統(tǒng)實例仿真，在基于網(wǎng)絡的電液控制系統(tǒng)中，隨著時延的增大，系統(tǒng)的超調(diào)量明顯增大，調(diào)節(jié)時間過長，當時延增加到11ms時，電液控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的狀態(tài)，且在總時延一定的情況下，電液控制器到執(zhí)行器時延所占比重越大，對電液控制系統(tǒng)造成的破壞也越嚴重。驗證了Smith預估模糊控制方法的有效性和可行性。仿真結(jié)果表明，基于Smith的預估模糊控制方案對基于網(wǎng)絡控制的電液控制系統(tǒng)的固定