基于隱馬爾可夫模型的網絡控制系統研究.pdf

1、網絡控制系統是一種分布式實時控制系統，它與傳統控制系統的區(qū)別在于網絡控制系統中的控制器、傳感器、執(zhí)行器均作為網絡節(jié)點，通過共享的網絡信道發(fā)送和接收測量信號和控制信號。由于采用共享網絡信道傳輸信號，將不可避免地引入時延和丟包的問題。為了補償時延和丟包的引入對控制系統性能的影響，需要對網絡的狀態(tài)進行建模，以描述其動態(tài)特性。本文利用隱馬爾可夫模型(HMM)對網絡控制系統進行建模，并建立了基于校園網的網絡控制實驗平臺。本文的主要工作有以下幾個方

2、面： 介紹了網絡控制系統的概念、產生發(fā)展的背景、結構、優(yōu)勢、存在的問題，隨后網絡體系結構及協議、調度算法和控制策略三方面介紹了當前主要的研究方法。 針對網絡特性的描述和建模這一網絡控制系統要解決的基本問題，引入了隱馬爾可夫模型，介紹了隱馬爾可夫模型的定義、類型、基本問題和基本算法，分析了用隱馬爾可夫模型來描述網絡控制系統的原因和優(yōu)勢。 為了更好地揭示網絡控制系統中實際存在的問題，在實際系統中驗證控制算法的優(yōu)劣，建

3、立了基于校園以太網的網絡控制系統實驗平臺，并從以太網的特性出發(fā)，詳細闡述了基于校園以太網的實驗平臺的軟硬件結構和各部分的實現方法，并通過該實驗平臺獲取了網絡時延和丟包的實驗數據，為進一步的理論分析提供了實驗基礎。 利用上述實驗平臺采集的時延和丟包數據，建立了網絡控制系統的隱馬爾可夫模型，并對該模型的有效性進行了評估。利用分段和實時隱馬爾可夫模型進行時延和丟包的預測，用以時延丟包的補償，并在基于校園網的實驗平臺上進行了閉環(huán)控制實驗