基于數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)較優(yōu)控制

2012年04月09日15:36:54 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

關(guān)鍵字：應(yīng)用

王　艷，張宗梅，紀(jì)志成
江南大學(xué)電氣自動(dòng)化研究所，江蘇無(wú)錫

摘　　　要：針對(duì)網(wǎng)絡(luò)介入導(dǎo)致的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)復(fù)雜性增加及建模困難等問(wèn)題，提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制的思想，獨(dú)立于系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)控制器。利用在線獲取的系統(tǒng)輸入／輸出當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，分別構(gòu)造系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)矩陣和輸出數(shù)據(jù)矩陣，建立兩者之間的線性關(guān)系，獲得當(dāng)前采樣時(shí)刻系統(tǒng)的Ｍａｒｋｏｖ參數(shù)，將該參數(shù)代入到Ｍａｒｋｏｖ參數(shù)形式表示的Ｒｉｃｃａｔｉ方程解中，獲取較優(yōu)控制增益。同時(shí)利用輸入與輸出之間的線性關(guān)系，構(gòu)造一個(gè)控制器狀態(tài)觀測(cè)器，利用估計(jì)的控制器狀態(tài)參與計(jì)算較優(yōu)控制律。較后，在Ｔｒｕｅｔｉｍｅ１５和Ｍａｔｌａｂ仿真平臺(tái)上驗(yàn)證了提出的控制器是有效的。

關(guān)　鍵　詞：網(wǎng)絡(luò)；較優(yōu)控制；基于數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

１　引　言
網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（ＮＣＳ）是指信息傳輸通過(guò)一個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制相比，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有可實(shí)現(xiàn)資源共享，遠(yuǎn)程操作，成本低和易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于大型工業(yè)過(guò)程控制及小型局域系統(tǒng)。將通訊網(wǎng)絡(luò)引入實(shí)際控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的信號(hào)傳輸要經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，從而使系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得比較復(fù)雜。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究成果，絕大多數(shù)是采用基于模型的控制方法［１３］，事先對(duì)系統(tǒng)作多種假設(shè)，在假設(shè)條件基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型，所建立的ＮＣＳ模型也呈現(xiàn)出多樣化，尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的形式，這是由于網(wǎng)絡(luò)介入導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)復(fù)雜性增加，難以用一個(gè)完整的模型涵蓋系統(tǒng)的所有動(dòng)態(tài)特性所造成的結(jié)果。模型的精度直接影響了控制算法的優(yōu)劣，基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制器不能克服對(duì)象建模所帶來(lái)的固有誤差。目前，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了較為豐富的研究成果［４５］，然而基于數(shù)據(jù)的控制方法在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用尚未公開(kāi)報(bào)道。本文所提出的基于數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)較優(yōu)控制器，可以解決某些情況下，因無(wú)法獲得系統(tǒng)的模型而不能使用現(xiàn)有的基于模型的方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器的難題。利用系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)計(jì)算出系統(tǒng)的馬爾科夫參數(shù)，利用馬爾科夫參數(shù)獲取較優(yōu)反饋控制律。

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