基于模型预测控制的异采样率双环网络控制系统仿真

在实际应用中,为了追求更佳的性能和更低的成本,网络控制系统往往会采用不同的采样率进行工作。针对一类异采样率双环网络控制系统中的时延补偿问题,设计了一种模型预测控制MPC和PID控制相结合的串级控制算法,通过状态方程模型预测出未来时刻的输出,并进行滚动优化,在线补偿随机网络时延带来的负面影响。进一步利用Matlab/Simulink软件对该算法进行了仿真研究。结果表明,在内外环采样率不同,网络时延随机变化的情况下,该算法比PID-PID和Smith-PID算法具有更好的控制效果,验证了该算法的有效性和优越性。

带随机时延的异采样率双环网络控制系统仿真

常规Smith预估方法对于带随机时延的网络控制系统不能取得满意的控制效果,多回路、多采样率的存在更增加了网络控制系统的复杂性。针对上述问题,提出了一种改进型的Smith预估器设计方法。以一类内外环采用不同采样率的双环网络控制系统为研究对象,通过添加辅助控制器,降低了系统对网络时延估计值的精度要求,从而减少了随机网络时延对系统控制性能的影响。仿真结果表明,在内外环采样率不同,并且网络时延随机变化、不能准确预估的情况下,改进方法比常规方法具有更好的控制性能。验证了改进方法的有效性和优越性。

多通道异采样率信号同步采集问题研究

网络化和构建全方位的立体作战系统将是未来声呐的发展趋势。随着网络技术和元器件技术的发展,一种称之为“网络中心战”的新型作战模式正在悄然兴起。传感器网络是整个网络中心战系统的最基础部分。A/D数据同步采集是将整个网络中的传感器信号由模拟转换为数字,这种转换应使各个通道数据的相位一致性在一定的误差范围内。论文的研究工作立足于上述网络中心战系统,研究了多通道信号异采样率同步数据采集的问题。

具有丢包的异采样率双环网络控制系统

研究了一类存在数据包丢失的异采样率双环网络控制系统。该系统由内控制环和外控制环组成,内、外控制环的采样周期不同,且由于网络的存在,传输过程会出现数据包丢失问题。采用提升技术将内环扩展成多采样周期模型来解决内环和外环统一建模的问题,利用马尔可夫链来描述数据包丢失情况,并建立综合系统模型。基于李雅普诺夫方法,给出了网络控制系统随机稳定的充分条件,提出控制器的设计方法,并通过数值算例验证了方法的有效性。

基于异采样率的频率解算技术

采样保持器可有效扩展模拟带宽,后级模数转换器(ADC)以较低的采样率即可完成对超宽带射频信号的采集处理。由采样定理可知,当信号带宽超过采样率的1/2时,会产生频率模糊。提出了一种基于异采样率解频率模糊的算法,可适应输入射频信号带宽数倍于采样率时的频率解模糊,分析该算法原理以及关键参数设置,采用实例对该算法的可行性进行验证。