基于网络控制的球杆系统模糊控制器设计

２０１１年１月第１８卷第１期

控制工程

ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ０ｆＣｈｉｎａ

Ｊａｎ．２０１ｌ

Ｖ０１．１８．Ｎｏ．１

文章编号：１６７ｌ－７８４８（２０１１）０ｌＪＤ０７８ＪＤ５

基于网络控制的球杆系统模糊控制器设计

占探，桂卫华，阳春华，伍晓峰

（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）

摘要：针对网络化控制系统中存在的网络延时的不确定性，提出了如何根据系统的控

制性能要求处理网络传榆过程中网络延时的时变特性。通过对网络环境的分析，把网络延时

进行分段序列化，使时变的网络延时转换成一个固定延时序列。在球杆系统本地化控制中加

入固定延时，获取不同延时情况下球杆系统的最佳控制参数。在网络控制中，通过捕获的网络

延时查找最佳控制参数库，对模糊控制器的量化参数进行动态调整，减少网络时延对系统动

态性能的影响。仿真结果表明，采用这种方法一定程度上能改善球杆系统在网络化控制环境

下的动态响应性能和稳定性。通过对时钟同步协议的分析，提出的对Ｉｎｔｅｍｅｔ网络环境下的延

时处理方式，在网络化控制系统的设计上具有一定的参考价值。

关键词：网络化控制系统；网络延时；球杆系统；模糊控制

中图分类号：１１Ｐ２７３文献标识码：Ａ

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１引言

网络化控制系统…（ＮｅｔｗｏｒｋｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓ，ＮＣＳ）是一种通过控制网络连接形成闭环控制回路的控制系统。ＮＣＳ适应了工业控制系统逐渐地向分散化、网络化、智能化方向发展的趋势。目前网络化控制系统已成为控制领域的研究热点。然而控制系统网络化带来优势和便利的同时，也出现了网络传输过程中的网络传输延时和网络数据包出错、丢失等现象。对于基于传统控制理论设计的控制系统，信息传输网络的引入在不同程度上将降低系统的控制性能，甚至造成系统的不稳定【２Ｊ。ＮＣＳ中的一个重要问题是如何处理网络信息传输延时的影响。网络传输延时的产生将严重降低系统的性能，甚至导致系统的不稳定Ｌ３Ｊ。本文主要针对网络化控制系统中存在的网络传输延时的不确定性，研究如何根据系统的控制性能要求处理网络传输延时，减少网络延时对控制系统的影响。

２球杆系统建模

球杆系统是典型的非线性不稳定系统，作为一个自动控制实验平台，它具有自身时滞时间小，响应速度快的特性，该特性在网络控制中能直观地展示网络延时带来的影响。

收稿日期：２００９聊－２４；收修定稿日期：２００９ＪＤ９．１３

基金项目：国家自然科学基金资助豆点项日（６０６３４０２０）；教育部博士点基金资助项目（２（）０８０５３３１１０３）

作者简介：占探（１９８５?），男，浙江金华人，研究生，主要研究方向为｝ｃ】９络化控制系统等；桂卫华（１９５０一），男。教授，博士生导师；

阳春华（１９６５一），女，教授，博士生导师。

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