%bd%91%e7%9a%84%e6%b6%b2%e5%8e%8b%e8%bf%9c%e7%a8%8b%e6%8e%a7%e5%88%b6%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e5%bb%b6%e6%

图 ’ 采用补偿器前后系统的单位阶跃响应曲线 ./01’ 237P95<63/8<47=P8<=78937;768<348;=>=37? Q/3:
A<BQ/3:85368?P7<=A384=
R 延时预测算法
图 ,所 示 的 系 统 中!互 联 网 环 节 不 仅 导 致 信 息 传递延 时!而且 由 于 目 前 互 联 网 中 路 由 器 多 是 采 用 动态路由协议依据互联网负载状况选择信息的传递 路由 ) %S( 因此!互联网负载的实时变化!造成信息的 传 递路由 动态 变 化!从 而 导 致 信 息 传 递 延 时 具 有 不 确定性)研究表明!对于图 &所示的控制系统!如果 系统的补偿器使用的预测延时值不等于互联网的实 际 延 时 值 !即 存 在 延 时 补 偿 误 差 时 !补 偿 器 不 能 及 时 准 确地 补偿信 息 延 时!系 统 的 性 能 仍 然 不 能 得 到 改 善)图 +是延时补偿误差对系统性能的影响)曲线 T表示没有延时补偿误差时的系统单位阶跃响应) 曲 线 U 和 V 分 别 表 示 延 时 补 偿 误 差 为 WXWY=和
独 立 的 *具 有 相 同 概 率 分 布 *统 计 特 性 已 知 的 均 匀 分 布 ) %+( 对于图 ,所示的基于互联网的远程控制系统 而 言 !不 仅 存 在 信 息 的 传 输 延 时 问 题 !而 且 信 息 延 时 很难用确定的随机规律描述)
ห้องสมุดไป่ตู้
图 - 基于互联网的远程液压控制系统 ./01- 234563547893:737;768<348;=>=37? @A=7B8<C<374<73
字~声音~静 态 及 动 态 的 图 像 等 静 态 信 息E系 统 对 信 息的实时性要求不高F更具有实际意义的是如图 "
信息 的传递 和控 制E以 便 实 现 任 何 人 在 任 何 时 间 对 任何地 点的 任何 设 备 进 行 控 制E这 一 研 究 国 内 外 均 处在!黎明期"|!}F图 !是本研究使用的实验系统F由 于系 统中引 入了 互 联 网 环 节E其 造 成 的 信 息 传 递 的 延时将对系统的整体性能产生影响F国外一些研究
基于互联网的液压远程控制系统延时预测算法研究
任长清E 吴平东E 王晓峰E 马树元E 陈之龙
B北京理工大学 机械工程与自动化学院E北京 "###D"C
摘 要=为了 解 决 不 确 定 性 变 化 的 网 络 延 时 对 基 于 互 联 网 的 液 压 远 程 控 制 系 统 性 能 的 影 响E在 系 统 中 设 计 了 补 偿 器 结 构 解 决 网 络 延 时 问 题E同 时 采 用 延 时 预 测 算 法 解 决 网 络 延 时 不 确 定 性 变 化 的 问 题E以 改 善 系 统 的 动 态 性 能 和 保持系统的稳定性F仿真研究表明E采用补偿器结 构 和 延 时 预 测 算 法 能 够 在 保 证 系 统 稳 定 性 的 同 时 有 效 地 降 低 系 统 的 超 调 量 E缩 短 系 统 的 过 渡 过 程 F
bKEABKH KEABC#Kc为 比 例 系 数&通 过 一 个 滑 动 的 窗
口’实时读取最新的 de 个 延 时 历 史 信 息’窗 口 长 度
为 de&de 表示 de 个延时信息的平均值&根据推理 规则表 #’可以推断 B时刻的延时状 况’从 而 预测 出
互联网
BH #时 刻 的 延 时
AG BH
EAB‘ !
EAB_ !
EAB‘ !
EAB_ !
EAB_ Ia !‘ EAB‘ Ia
EAB‘ !
!‘ EAB‘ Ia EAB_ Ia
AB的 状 态 不是延时极值
延时极大值 不是延时极值
延时极小值 延时极大值 延时极大值 不是延时极值 延时极小值 不是延时极值
AGBH #L9% ABLJ JAB ABLJ ABLJ JAB JAB ABLJ ABLJ ABLJ
图 ( 延时补偿误差对系统的影响 )*+,( -../01%023%/45617/089:/;%21*;+/<<8<8;17/
1/=/08;1<8=%6%1/9
>"? 推理规则表预测法 前 期 的 研 究 试 验 表 明’互 联 网 延 时 尽 管 是 没 有
规 律 的 ’但 是 总 体 上 看 ’延 时 是 分 布 在 一 个 时 间 区 域 内 & 因 此 ’通 过 分 析 历 史 延 时 信 息 ’给 出 延 时 信 息 的 总 体分 布规则 表’按 照 分 布 规 则 预 测 互 联 网 的 延 时 状况&
D 系统设计
对 于 图 ,所 示 的 远 程 控 制 系 统!由 于 系 统 前 向 通 道 和反馈通道 同 时 存 在 信 息 延 时 的 问 题!将 会 影 响 系 统 的 动 态 性 能 指 标 !造 成 超 调 量 增 大 !上 升 时 间 和 过 渡 过 程 时 间 增 长 )延 时 进 一 步 增 大 时 !还 会 导 致 系 统 不 稳 定 )针 对 上 述 问 题 !分 别 设 计 了 前 向 通 道 延 时 补偿器和反馈 通 道 延 时 补 偿 器!以 保 证 系 统 在 引 入 互 联 网 环 节 之 后 !不 仅 保 持 稳 定 !而 且 还 能 有 较 好 的动态性能!相应的系统框图如图 &所示)
vTPwQVOY=1(3-’(-3G67h’)&*.53-*-5%(3’%*2723-oG5%oq-(2)3%’G+%’-5)23)’.36o-3.5
所 示 的 控 制 系 统 动 态 信 息 的 实 时 传 递 E即 机 械 运 动
{ 基于互联网的远程控制系统研究现状
目前E基于 互 联 网 的 远 程 控 制 系 统 研 究 越 来 越 受 到世界各国研 究 人 员 的 重 视E但 主 要 还 是 局 限 于 通 过 互 联 网 对 远 程 某 种 特 定 的 设 备 B比 如 机 器 人 C进 行 遥 控 操 作E其 中 比 较 典 型 的 是 澳 大 利 亚 的 f-)3-o 大学研制的 J&23’)*.)u24-*-’%<%3系 统 F |"} 这些系统在互联网上进行传递与控制的主要是文
好 地 改 善 系 统 性 能 !不 仅 有 效 地 抑 制 了 超 调 量 !而 且 能确保系统在互联网环节存在时的稳定性)仿真结 果如图 ’所示)
图 中 E6FGH为 控 制 器 传 递 函 数IE8FGH为 被 控 对 象 传 递 函数!本研 究 中 为 电 液 伺 服 阀 控 缸 位 置 控 制 系 统 和传递函数)7J 为 K,G 将前向通道 互 联 网 环 节 近 似 为 时 间 常 数 随 机 变 化 的 纯 滞 后 环 节!K, 是 互 联 网 引 起 的前向通道延时)7J 为 K-G 将反馈 通 道 互 联 网 环 节 近 似 为 时 间 常 数 随 机 变 化 的 纯 滞 后 环 节 ) K- 是 互 联 网引起的反馈通道延时)
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>"f 均值预测法
第 !!卷 第 "期
北京理工大学学报
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表 ? 延时预测算法推理规则表 MNO,? PQNRSTUVWXQUYNOXQZSVQ[NRYNV\Y]^QY\[
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