基於新型Smith預估補償的網絡控制系統（簡體書）

《基於新型Smith預估補償的網絡控制系統》是作者多年來研究網絡控制系統時延補償方法的概括與總結，針對網絡控制系統中的隨機、時變和不確定性網絡時延，《基於新型Smith預估補償的網絡控制系統》以作者提出的新型Smith預估器時延補償方法為基礎，深入研究了常規PID控制、非線性PID控制、模糊自適應PID控制、模糊免疫PID控制、RBF神經網絡控制、CMAC神經網絡控制、廣義預測控制等控制方法對網絡時延的補償效果，其研究的網絡結構涉及徑直結構、分層結構和網絡化串級控制系統結構，涉及單回路網絡控制系統和多回路複雜網絡控制系統.採用的網絡涉及有線與無線網絡、異構網絡以及有線與無線混雜的網絡，最後介紹網絡控制系統的仿真軟件TrueTime1.5。《基於新型Smith預估補償的網絡控制系統》可作為高等院校控制理論與控制工程、系統工程、檢測與自動化、通信工程、信息與計算科學、運籌學與控制論、計算機應用技術等相關專業的高年級本科生和研究生的專業參考書，也可供高等院校與科研院所從事網絡控制系統研究的教師和科研人員參考。·

《基于新型Smith預估補償的網絡控制系統》可作為高等院校控制理論與控制工程、系統工程、檢測與自動化、通信工程、信息與計算科學、運籌學與控制論、計算機應用技術等相關專業的高年級本科生和研究生的專業參考書，也可供高等院校與科研院所從事網絡控制系統研究的教師和科研人員參考。

前言第1章 緒論1.1 網絡控制系統研究意義1.2 網絡控制系統基本問題1.3 網絡控制系統研究現狀1.4 本書涉及的網絡拓撲結構1.5 本書涉及的網絡協議1.6 本書使用的仿真軟件1.7 內容安排1.8 本章小結參考文獻第2章 網絡時延及其測量2.1 網絡時延的組成與分析2.2 測量方法2.3 本章小結參考文獻第3章 Smith預估補償3.1 引言3.2 Smith預估補償原理3.3 Smith預估器研究現狀3.4 本章小結參考文獻第4章 網絡時延補償研究思路與方法4.1 引言4.2 網絡控制系統存在的問題4.3 解決時延補償問題的思路與方法4.3.1 實現目標4.3.2 需解決的關鍵科學問題4.3.3 思路與方法4.4 本章小結第5章 新型Smith預估器（一）5.1 引言5.2 控制器端的Smith預估器5.3 新型Smith預估器（一）技術路線5.3.1 被控對象模型參數完全匹配5.3.2 被控對象模型參數不完全匹配5.4 新型Smith預估器（一）結構討論5.5 本章小結參考文獻第6章 基於新型Smith預估器（一）的網絡控制系統仿真6.1 引言6.2 PI控制的網絡控制系統6.2.1 仿真設計6.2.2 仿真研究6.2.3 結果分析6.3 廣義預測控制的網絡控制系統6.3.1 控制算法6.3.2 仿真設計6.3.3 仿真研究6.3.4 結果分析6.4 PI控制的無線網絡控制系統6.4.1 仿真設計6.4.2 仿真研究6.4.3 結果分析6.5 模糊免疫控制的無線網絡控制系統6.5.1 控制原理6.5.2 仿真設計6.5.3 仿真研究6.5.4 結果分析6.6 本章小結參考文獻第7章 新型Smith預估器（二）7.1 引言7.2 新型Smith預估器（二）技術路線7.2.1 被控對象模型參數完全匹配7.2.2 被控對象模型參數不完全匹配7.3 本章小結……第8章 新型Smith預估器（三）第9章 基於新型Smith預估器（三）的網絡控制系統仿真第10章 基於新型Smith預估器的網絡化串級控制系統第11章 多回路網絡控制系統仿真第12章 異構網絡控制系統仿真第13章 混雜網絡控制系統仿真第14章 TrueTime 1.5仿真軟件參考文獻·

為了實現上述目標，需要解決以下兩個關鍵性科學問題：
（1）怎樣才能確保系統完全滿足新型Smith預估補償的時延條件。
對于隨機性網絡，要建立準確的時延辨識或估計的數學模型是非常困難的。因此，要免除對隨機、時變和不確定性網絡時延的測量、估計或辨識，就必須實現在新型Smith動態預估補償算法及其實現結構中，不出現所有網絡時延的預估模型。
在實際NCS中，要滿足節點時鐘信號完全同步是非常困難的，由于節點時鐘信號的漂移將造成測量誤差。
（2）在實現對網絡時延補償功能的同時還能增強系統對反饋網絡通路數據丟包的魯棒性。
因此，需要尋找確保系統完全滿足新型Smith預估補償的時延條件，以及增強系統對反饋網絡通路數據丟包魯棒性的創新性思路與方法。
4.3.3 思路與方法
為了減少網絡時延對系統穩定性的影響，滿足新型Smith預估補償的時延條件，需要采用新的研究思路來全面與綜合考慮解決問題的創新方法：
（1）時延補償控制功能分布在相應的智能節點中加以實現。
首先，必須突破常規反饋控制系統中控制算法通常只在控制器實施的傳統思維模式與研究方法，應充分考慮到已在工業過程控制中廣泛使用的FCS（包括工業以太網）和DCS等NCS中，常見的節點幾乎都是智能節點這一現實，例如，工業過程控制中使用的許多智能變送器或執行器，不僅具有信號檢測與轉換或（和）驅動執行功能與實時通信功能，同時還具備控制算法組態等功能。采用將網絡時延補償算法的實施按所在NCS內外網絡控制回路中所處的具體空間位置，分散到系統相應的智能節點中加以實現的創新性研究方法，實現對網絡時延的分段、實時、在線和動態的預估補償與控制。