無線網絡控制系統(tǒng)延時補償算法研究.pdf

1、無線網絡控制系統(tǒng)(wireless networked control system，WiNCS)是一種集無線通信技術和控制理論于一體的分布式控制系統(tǒng)，它通過無線通信網絡將分布在不同地理空間位置的控制器、傳感器和被控對象連接起來，構成一個實時閉環(huán)控制系統(tǒng)。無線網絡控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)分散化、網絡化和集成化的發(fā)展趨勢。雖然無線網絡控制系統(tǒng)通過共享的通信信道打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在地理空間位置的限制和點對點連接的束縛，減少了系統(tǒng)布線，降低了成本，

2、提高了系統(tǒng)的靈活性，但其產生了網絡誘導延時、數據包丟失、數據多跳傳輸和節(jié)點功率控制等問題。這些問題會使系統(tǒng)的控制性能下降，嚴重時甚至會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，本文針對無線網絡控制系統(tǒng)中的網絡延時和丟包進行算法研究與補償。
　　首先，本文簡要介紹了網絡控制系統(tǒng)的組成、結構、特點以及國內外研究現狀，詳細介紹了無線網絡控制系統(tǒng)中的網絡誘導延時、數據包丟失和功率控制等問題，并引入了無線網絡控制系統(tǒng)的性能指標評價標準。
　　其次，總結

3、了近年來國內外研究學者在無線網絡控制系統(tǒng)網絡延時和丟包補償算法上的研究成果，分析了國內外無線網絡控制系統(tǒng)在網絡延時和丟包補償算法上的研究現狀和發(fā)展趨勢，并簡單介紹了網絡控制系統(tǒng)的實時仿真工具。
　　再次，本文針對帶有網絡延時和丟包的無線網絡控制系統(tǒng)，引入變死區(qū)采樣思想，結合T-S模糊PID控制算法實現控制。為了充分驗證所提出算法的有效性，本文利用True Time1.5網絡控制系統(tǒng)實時仿真工具建立單回路和多回路下實時分布式無線網絡

4、控制系統(tǒng)仿真連接圖，通過仿真驗證了所提出的算法不僅能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定，還能有效地優(yōu)化控制系統(tǒng)的網絡服務質量(QoS)和控制性能(QoP)。
　　雖然結合變死區(qū)采樣的T-S模糊PID控制算法能夠優(yōu)化系統(tǒng)的QoS和QoP，但系統(tǒng)的超調量仍然較大。因此，本文仔細考慮了系統(tǒng)的快速性與超調量問題，引入了重置控制算法對無線網絡控制系統(tǒng)進行控制。仿真結果表明改進重置控制系統(tǒng)normal控制器的新方法能夠較好的解決系統(tǒng)快速響應和超調量的問題，提高了系