基于数据的网络化系统较优控制

2012年04月09日15:36:54 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

王　艳，张宗梅，纪志成
江南大学电气自动化研究所，江苏无锡

摘　　　要：针对网络介入导致的系统动态复杂性增加及建模困难等问题，提出了基于数据驱动控制的思想，独立于系统模型设计控制器。利用在线获取的系统输入／输出当前数据和历史数据，分别构造系统的输入数据矩阵和输出数据矩阵，建立两者之间的线性关系，获得当前采样时刻系统的Ｍａｒｋｏｖ参数，将该参数代入到Ｍａｒｋｏｖ参数形式表示的Ｒｉｃｃａｔｉ方程解中，获取较优控制增益。同时利用输入与输出之间的线性关系，构造一个控制器状态观测器，利用估计的控制器状态参与计算较优控制律。较后，在Ｔｒｕｅｔｉｍｅ１５和Ｍａｔｌａｂ仿真平台上验证了提出的控制器是有效的。

关　键　词：网络；较优控制；基于数据；网络控制系统

１　引　言
网络控制系统（ＮＣＳ）是指信息传输通过一个实时网络的闭环控制系统，与传统的点对点控制相比，网络控制系统具有可实现资源共享，远程操作，成本低和易维护等优点，已广泛用于大型工业过程控制及小型局域系统。将通讯网络引入实际控制系统，系统的信号传输要经过实时网络，从而使系统的分析和设计变得比较复杂。当前网络控制系统的研究成果，绝大多数是采用基于模型的控制方法［１３］，事先对系统作多种假设，在假设条件基础上建立数学模型，所建立的ＮＣＳ模型也呈现出多样化，尚未形成一个统一的形式，这是由于网络介入导致系统动态复杂性增加，难以用一个完整的模型涵盖系统的所有动态特性所造成的结果。模型的精度直接影响了控制算法的优劣，基于模型的网络控制器不能克服对象建模所带来的固有误差。目前，数据驱动控制技术已经得到了长足的发展，取得了较为丰富的研究成果［４５］，然而基于数据的控制方法在网络控制系统中的应用尚未公开报道。本文所提出的基于数据的网络较优控制器，可以解决某些情况下，因无法获得系统的模型而不能使用现有的基于模型的方法设计系统控制器的难题。利用系统的输入和输出数据计算出系统的马尔科夫参数，利用马尔科夫参数获取较优反馈控制律。

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