丟包網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的約束非線性系統(tǒng)的MPC研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-17 17:11
網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是將控制回路中的傳感器、控制器、執(zhí)行器等多個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息由有限帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)而形成的一種空間分布式控制系統(tǒng),它布線簡(jiǎn)單、易于安裝與維護(hù)、能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享和遠(yuǎn)程控制,充分滿足了控制系統(tǒng)分布化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、節(jié)點(diǎn)智能化的現(xiàn)實(shí)需求,是系統(tǒng)控制模式發(fā)展的必然趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制系統(tǒng)的互相融合,為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了更廣闊的設(shè)計(jì)空間,但由于網(wǎng)絡(luò)固有屬性引起的數(shù)據(jù)丟包等不可靠傳輸問(wèn)題,給網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。為使網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能,該領(lǐng)域相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了深入探索,通過(guò)實(shí)踐證明在眾多解決方案當(dāng)中,模型預(yù)測(cè)控制(MPC)能充分滿足工業(yè)生產(chǎn)需求,是一種行之有效且得到重點(diǎn)關(guān)注的方法。MPC是一種在石油化工等流程工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的先進(jìn)控制算法,在處理高維多變量,物理約束等問(wèn)題有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。將MPC用于處理網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)丟包等問(wèn)題已得到學(xué)術(shù)界的廣泛重視,但是相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)在線性系統(tǒng)中的豐富研究成果,非線性系統(tǒng)的相關(guān)成果較少,因此本文針對(duì)非線性網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的MPC問(wèn)題展開(kāi)了研究,主要內(nèi)容有:1.針對(duì)在丟包網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下以Hammerst...
【文章來(lái)源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)框架圖
件觸發(fā)機(jī)制的預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)方法。由于網(wǎng)絡(luò)丟包具有一定的隨arkov 鏈來(lái)描述數(shù)據(jù)丟包過(guò)程,系統(tǒng) S-C 以及 C-A 鏈路中引入事件件觸發(fā)機(jī)制可以過(guò)濾掉一些不必要的數(shù)據(jù)包,S-C 通信鏈路上的事小傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量,C-A 通信鏈路上的事件發(fā)生器可以的大小,事件發(fā)生器的引入可有效節(jié)約有限的網(wǎng)絡(luò)資源;诜呛拖到y(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器,并給出系統(tǒng)穩(wěn)定的約絡(luò)化控制系統(tǒng)建模于事件觸發(fā)機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)框架圖如圖 3.1 所示,在此系統(tǒng)間觸發(fā)機(jī)制,而控制器和執(zhí)行器均為事件觸發(fā)機(jī)制,信息通過(guò)數(shù)絡(luò)中進(jìn)行傳輸,本章不考慮網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的情況。被控對(duì)象 傳感器
行器飽和的非線性項(xiàng)被轉(zhuǎn)換成凸包組合,而數(shù)據(jù)丟包服從伯努利分合 MPC 方法,在每個(gè)采樣時(shí)刻求解系統(tǒng)性能指標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,保證了遞歸可行性,同時(shí)通過(guò)仿真實(shí)例驗(yàn)證了采用 PDC 與 non-PDC 策略的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)建模 執(zhí)行器飽和包網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有執(zhí)行器飽和的 T-S 模糊控制系統(tǒng)框架圖如圖 4.1 所考慮數(shù)據(jù)丟包存在于 C-A 鏈路的情況。由于通信帶寬的限制,大量執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)飽和的情況,提出在此系統(tǒng)框架下的預(yù)測(cè)控制器約束T-S模糊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Event-triggered MPC Design for Distributed Systems With Network Communications[J]. Xiaoxiao Mi,Shaoyuan Li. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(01)
[2]基于區(qū)間特性和變量軟約束的模型預(yù)測(cè)控制算法[J]. 孫超,周湛鵬,郝曉辰,王美琪,劉彬,趙朋程. 控制與決策. 2015(10)
[3]具有時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)[J]. 任曉明,付子義,劉芳芳. 自動(dòng)化儀表. 2015(04)
[4]模型預(yù)測(cè)控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究綜述與展望[J]. 芮萬(wàn)智,江漢紅,侯重遠(yuǎn). 信息與控制. 2012(01)
[6]具有任意有界丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制[J]. 唐曉銘,丁寶蒼. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(10)
[7]Adaptive Predictive Functional Control for Networked Control Systems with Random Delays[J]. Xiu-Lan Wang1 Chun-Guo Fei2 Zheng-Zhi Han1 1School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, PRC 2Department of Automation, College of Aeronautical Automation, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, PRC. International Journal of Automation & Computing. 2011(01)
[8]具有網(wǎng)絡(luò)丟包和時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陳青,吳敏. 控制與決策. 2011(02)
[9]具有包丟失和時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的隨機(jī)穩(wěn)定性[J]. 楊麗,關(guān)新平,羅小元,龍承念. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2010(01)
[10]對(duì)丟失數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及最優(yōu)控制[J]. 謝林柏,馮宏偉,王艷,紀(jì)志成. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2008(07)
本文編號(hào):3288595
【文章來(lái)源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)框架圖
件觸發(fā)機(jī)制的預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)方法。由于網(wǎng)絡(luò)丟包具有一定的隨arkov 鏈來(lái)描述數(shù)據(jù)丟包過(guò)程,系統(tǒng) S-C 以及 C-A 鏈路中引入事件件觸發(fā)機(jī)制可以過(guò)濾掉一些不必要的數(shù)據(jù)包,S-C 通信鏈路上的事小傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量,C-A 通信鏈路上的事件發(fā)生器可以的大小,事件發(fā)生器的引入可有效節(jié)約有限的網(wǎng)絡(luò)資源;诜呛拖到y(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器,并給出系統(tǒng)穩(wěn)定的約絡(luò)化控制系統(tǒng)建模于事件觸發(fā)機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)框架圖如圖 3.1 所示,在此系統(tǒng)間觸發(fā)機(jī)制,而控制器和執(zhí)行器均為事件觸發(fā)機(jī)制,信息通過(guò)數(shù)絡(luò)中進(jìn)行傳輸,本章不考慮網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的情況。被控對(duì)象 傳感器
行器飽和的非線性項(xiàng)被轉(zhuǎn)換成凸包組合,而數(shù)據(jù)丟包服從伯努利分合 MPC 方法,在每個(gè)采樣時(shí)刻求解系統(tǒng)性能指標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,保證了遞歸可行性,同時(shí)通過(guò)仿真實(shí)例驗(yàn)證了采用 PDC 與 non-PDC 策略的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)建模 執(zhí)行器飽和包網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有執(zhí)行器飽和的 T-S 模糊控制系統(tǒng)框架圖如圖 4.1 所考慮數(shù)據(jù)丟包存在于 C-A 鏈路的情況。由于通信帶寬的限制,大量執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)飽和的情況,提出在此系統(tǒng)框架下的預(yù)測(cè)控制器約束T-S模糊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Event-triggered MPC Design for Distributed Systems With Network Communications[J]. Xiaoxiao Mi,Shaoyuan Li. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(01)
[2]基于區(qū)間特性和變量軟約束的模型預(yù)測(cè)控制算法[J]. 孫超,周湛鵬,郝曉辰,王美琪,劉彬,趙朋程. 控制與決策. 2015(10)
[3]具有時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)[J]. 任曉明,付子義,劉芳芳. 自動(dòng)化儀表. 2015(04)
[4]模型預(yù)測(cè)控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究綜述與展望[J]. 芮萬(wàn)智,江漢紅,侯重遠(yuǎn). 信息與控制. 2012(01)
[6]具有任意有界丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制[J]. 唐曉銘,丁寶蒼. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(10)
[7]Adaptive Predictive Functional Control for Networked Control Systems with Random Delays[J]. Xiu-Lan Wang1 Chun-Guo Fei2 Zheng-Zhi Han1 1School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, PRC 2Department of Automation, College of Aeronautical Automation, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, PRC. International Journal of Automation & Computing. 2011(01)
[8]具有網(wǎng)絡(luò)丟包和時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陳青,吳敏. 控制與決策. 2011(02)
[9]具有包丟失和時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的隨機(jī)穩(wěn)定性[J]. 楊麗,關(guān)新平,羅小元,龍承念. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2010(01)
[10]對(duì)丟失數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及最優(yōu)控制[J]. 謝林柏,馮宏偉,王艷,紀(jì)志成. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2008(07)
本文編號(hào):3288595
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