本文關(guān)鍵詞：具有傳輸時延與數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制

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【摘要】：一個網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)是由共享一個串行通信通道的多個反饋控制構(gòu)成的回路。與點對點的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不同,它將網(wǎng)絡(luò)引入到控制系統(tǒng)中,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化,具有更好的靈活性的同時也節(jié)約成本且易于安裝和維護。然而數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳遞會導(dǎo)致傳輸時延、傳輸間隔、數(shù)據(jù)包丟失、變采樣等問題,這也就降低系統(tǒng)的性能甚至?xí)䦟?dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。本文主要是針對網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中存在的傳輸時延和數(shù)據(jù)包丟失,提出了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做出狀態(tài)預(yù)測,補償傳輸時延和數(shù)據(jù)包丟失帶來的影響,同時實現(xiàn)利用自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃來近似求解非線性系統(tǒng)的最優(yōu)問題。自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃(Adaptive dynamic Programming, ADP)作為一種近似求解非線性最優(yōu)控制問題的方法,是利用近似求Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB)等式的迭代方法。本文的主要內(nèi)容如下：首先,概括敘述了本課題的研究背景和意義、研究中存在的基本問題以及研究的現(xiàn)狀。之后,介紹了最優(yōu)控制原理、自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃的原理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等概念,為接下來的最優(yōu)控制與跟蹤控制做鋪墊。其次,對本文所研究的問題進(jìn)行了相應(yīng)的問題描述,以及算法所帶來的穩(wěn)定性和收斂性等特性都進(jìn)行了分析,針對非線性系統(tǒng)存在的時延和數(shù)據(jù)包丟失的問題,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),近似逼近函數(shù)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行預(yù)測,并且利用自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃算法求解出系統(tǒng)的最優(yōu)控制策略并給出算法設(shè)計。隨后,對于最優(yōu)跟蹤控制進(jìn)行問題的描述和分析,提出了新的性能指標(biāo)函數(shù),說明了算法的收斂特性,并且通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換的思想,將跟蹤問題轉(zhuǎn)換為求解最優(yōu)問題。最后,對全文進(jìn)行了總結(jié)與展望,指出了本文的主要研究成果以及有待進(jìn)一步研究的問題。文中針對非線性系統(tǒng)存在時延和數(shù)據(jù)包丟失的情況下,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測補償時延和數(shù)據(jù)包丟失帶來的影響,并且利用自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃求解非線性系統(tǒng)的最優(yōu)問題,解決了非線性系統(tǒng)無法直接求解的問題。后面章節(jié)的仿真實例表明,本文在一定程度上解決了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的時延和丟包問題的最優(yōu)控制。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng) 最優(yōu)控制 跟蹤控制 自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究背景與意義11-12
• 1.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本問題12-13
• 1.3 最優(yōu)控制的研究背景和發(fā)展13-14
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 預(yù)備知識和理論基礎(chǔ)16-25
• 2.1 最優(yōu)控制原理16-18
• 2.2 自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃原理18-21
• 2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 具有傳輸時延與數(shù)據(jù)丟包的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制25-49
• 3.1 引言25-26
• 3.2 問題描述26-29
• 3.2.1 數(shù)據(jù)包丟失且不存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的情況27-28
• 3.2.2 數(shù)據(jù)包丟失且存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的情況28-29
• 3.3 主要結(jié)果29-41
• 3.3.1 廣義策略迭代算法29-31
• 3.3.2 穩(wěn)定特性31-35
• 3.3.3 收斂特性35-39
• 3.3.4 算法流程39-41
• 3.4 仿真實例41-48
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)41-45
• 3.4.2 實驗45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 非線性系統(tǒng)的最優(yōu)跟蹤控制49-56
• 4.1 引言49
• 4.2 問題描述49-51
• 4.3 主要結(jié)果51-54
• 4.3.1 收斂特性51-53
• 4.3.2 算法流程53-54
• 4.4 仿真實例54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 總結(jié)與展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文64-66
• 致謝66

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1104233