网络控制系统的事件触发预测控制

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随着计算机技术和控制理论的不断融合发展,数据量和信息量成爆炸性增长,为了节约网络资源,事件触发控制便得到了广泛的关注。事件触发控制根据设定的触发条件,只有在系统状态超出预定阈值时才使用网络,可在很大程度上减少网络的通信负担,同时保证系统的闭环性能。同时由于网络传输介质的存在,事件触发控制中往往会存在传输延迟的现象。因此,本文将伪预测技术与事件触发控制相结合,研究网络控制系统的事件触发预测控制。主要工作如下:(1)提出准确预测系统状态的切换伪预测器,并利用预测状态为输入延迟系统设计镇定控制器。以延迟时间为界将原系统分为开环和闭环两个子系统,分别利用子系统的解构造子伪预测器,使子伪预测器按照迟延时间切换,从而精准预测系统未来状态,同时避免输入积分项的存在,易于实现。仿真结果表明,切换伪预测控制器能够准确预测系统状态。(2)针对连续时间网络控制系统,提出基于系统输出的事件触发伪预测控制方案。使用闭环伪预测器来预测系统的未来状态,控制器根据预测状态给出控制信号,从而消除网络通信延迟带来的影响。使用系统输出设计触发条件,并通过设计相应的反馈控制增益,确保闭环系统稳定性。利用仿真实例表明此方法的可行性和有效性。(3)针对离散时间网络控制系统,提出基于系统输出的事件触发伪预测控制方案。给出离散系统伪预测器形式,避免系统输入的累加项计算。利用预测状态设计事件触发控制器,在特定触发条件下,给出系统镇定的充分条件。利用仿真实例表明此方法的可行性和有效性。(4)考虑网络控制系统双边延迟,提出一种新的基于预测状态进行触发的网络控制结构。将模型预测器放在系统被控对象侧,利用预测的未来状态设计事件触发条件,在系统状态达到触发条件前,预先给控制器传输状态使其提前生成控制信号,确保系统达到触发条件时可以即刻获得控制信号,从而消除网络通信延迟带来的影响。结合控制器和触发条件给出了系统镇定的充分条件。利用仿真实例表明此方法的可行性和有效性。
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