網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的時(shí)延分析及PID控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS),又稱網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng),它通過物理通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)控制器—執(zhí)行器和傳感器—控制器之間的數(shù)據(jù)交換,使某一區(qū)域內(nèi)不同地點(diǎn)的設(shè)備和用戶實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)操作,提高了系統(tǒng)的模塊性、可靠性,減少安裝和維護(hù)費(fèi)用,在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。與此同時(shí),網(wǎng)絡(luò)的引入也帶來了時(shí)延、數(shù)據(jù)丟包、資源優(yōu)化調(diào)度等一系列問題,使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究分析日益迫切。
　　 本文主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延問題,在不考慮其他網(wǎng)絡(luò)影響因素的條件

2、下分析了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延對(duì)NCS性能的影響,說明隨著時(shí)延的增大NCS的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性都降低,因此在NCS的設(shè)計(jì)過程中不可忽略時(shí)延給系統(tǒng)帶來的影響。繼而討論了NCS采用PID控制時(shí)PID參數(shù)穩(wěn)定域的確定,即先確定Kp的穩(wěn)定范圍,然后尋找給定Kp下K(I)-K(d)平面的穩(wěn)定域,最后通過遍歷Kp得到整個(gè)PID參數(shù)穩(wěn)定域。該穩(wěn)定域?yàn)镹CS智能控制器的設(shè)計(jì)提供了參數(shù)調(diào)整范圍。
　　 PID控制器在各種工業(yè)過程控制中顯示出很多優(yōu)點(diǎn),但其無自適應(yīng)

3、能力,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)不能調(diào)整控制參數(shù),使系統(tǒng)性能下降。本文在PID控制的基礎(chǔ)上引入模糊控制,采用模糊控制器根據(jù)系統(tǒng)誤差對(duì)PID的控制參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)延的良好補(bǔ)償,提高了系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的適應(yīng)性,增強(qiáng)了抗干擾能力。
　　 最后,運(yùn)用TrueTime工具箱建立了NCS仿真平臺(tái),模擬實(shí)際網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的運(yùn)行,對(duì)所設(shè)計(jì)的控制策略進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明設(shè)計(jì)的模糊PID控制器能夠?qū)r(shí)延進(jìn)行有效補(bǔ)償,使系統(tǒng)輸出快速跟蹤輸入