D0I:10.13374.issn1001-053x.2012.01.001 第34卷第1期 北京科技大学学报 Vol.34 No.1 2012年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2012 基于特征模型和模糊动态特征模型自适应控制方法的 网络控制系统 邓建球12)四李海军2) 胡松3)罗熊》 1)清华大学计算机科学与技术系，北京1000842)海军航空工程学院，烟台264001 3)北京科技大学计算机与通信工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:djq06@mails..tsinghua.edu.cn 摘要针对网络控制系统模型参数选取困难的问题，利用特征模型和动态特征模型的自适应控制方法在实际工程中建模 简单、控制精度较高的特点，以直流电机的网络控制系统为例，研究了具有时延和数据丢包网络情况下的网络控制系统，提出 了基于特征模型的自适应控制方法和基于模糊动态特征模型的自适应控制方法.仿真结果表明：丢包率对特征模型控制器系 统的影响较大，而网络延时对模糊动态特征模型控制器系统影响较大.所提两种方法均可有效保证网络控制系统的控制 性能。 关键词网络控制系统：自适应控制：特征模型：模糊控制：直流电机 分类号TP273 Networked control systems based on the adaptive control methods of characteris- tic modeling and fuzzy dynamic characteristic modeling DENG Jian=-ta☒，山Haijun2,HU Song》,LU0Xong》 1)Department of Computer Science and Technology,Tsinghua University,Beijing 100084,China 2)Naval Aeronautical Engincering Institute,Yantai 264001,China 3)School of Computer and Communication Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:dj6@mails.tsinghua.edu.cn ABSTRACT It is very difficult to select appropriate networked control system parameters.The adaptive control methods of fuzzy dy- namic characteristic modeling and characteristic modeling are easy to be used in engineering field,and they can ensure high precision control according to practical demands.The networked control performances of a DC motor control system with different time delays and packet drop ratios were researched,and the adaptive control methods based on characteristic modeling and fuzzy dynamic characteristic modeling were proposed for the control system.Simulation results show that packet drop ratio has a greater influence on the networked control system with characteristic modeling but time delay has a greater influence on the networked control system with fuzzy dynamic characteristic modeling.The proposed methods are effective to the networked control system with time delay and packet drop ratio. KEY WORDS networked control systems (NCSs);adaptive control;characteristic modeling:fuzzy control:DC motors 网络控制系统(networked control systems, 质量为目标：一个是通过网络对系统的控制，是源于 NCSs)是指传感器、控制器和执行器机构通过通信 自动控制技术以满足系统稳定性及其动态性能为目 网络形成闭环的控制系统.也就是说，在NCSs中， 标回 控制部件间可通过共享通信网络进行信息（对象输 NCS的研究起始于20世纪80年代末，90年代 出、参考输入和控制器输出等)交换0.NCSs研究 后迅速发展，是一门新兴技术并且正成为现代工业 主要分为两个方面：一个对网络的控制，是源于计算 生产的主要发展方向.它具有信息资源共享、降低 机网络技术以提高多媒体信息传输和远程通信服务 系统成本、使用灵活和易于维护等优点，但同时网络 收稿日期：201104-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61004021：61074066：61174103)：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-11-002B)第 34 卷 第 1 期 2012 年 1 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 1 Jan． 2012 基于特征模型和模糊动态特征模型自适应控制方法的 网络控制系统 邓建球1，2) 李海军2 ) 胡 松3 ) 罗 熊3) 1) 清华大学计算机科学与技术系，北京 100084 2) 海军航空工程学院，烟台 264001 3) 北京科技大学计算机与通信工程学院，北京 100083 通信作者，E-mail: djq06@ mails． tsinghua． edu． cn 摘 要 针对网络控制系统模型参数选取困难的问题，利用特征模型和动态特征模型的自适应控制方法在实际工程中建模 简单、控制精度较高的特点，以直流电机的网络控制系统为例，研究了具有时延和数据丢包网络情况下的网络控制系统，提出 了基于特征模型的自适应控制方法和基于模糊动态特征模型的自适应控制方法． 仿真结果表明: 丢包率对特征模型控制器系 统的影响较大，而网络延时对模糊动态特征模型控制器系统影响较大． 所提两种方法均可有效保证网络控制系统的控制 性能． 关键词 网络控制系统; 自适应控制; 特征模型; 模糊控制; 直流电机 分类号 TP273 Networked control systems based on the adaptive control methods of characteris￾tic modeling and fuzzy dynamic characteristic modeling DENG Jian-qiu1，2) ，LI Hai-jun2) ，HU Song3) ，LUO Xiong3) 1) Department of Computer Science and Technology，Tsinghua University，Beijing 100084，China 2) Naval Aeronautical Engineering Institute，Yantai 264001，China 3) School of Computer and Communication Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: djq06@ mails． tsinghua． edu． cn ABSTRACT It is very difficult to select appropriate networked control system parameters． The adaptive control methods of fuzzy dy￾namic characteristic modeling and characteristic modeling are easy to be used in engineering field，and they can ensure high precision control according to practical demands． The networked control performances of a DC motor control system with different time delays and packet drop ratios were researched，and the adaptive control methods based on characteristic modeling and fuzzy dynamic characteristic modeling were proposed for the control system． Simulation results show that packet drop ratio has a greater influence on the networked control system with characteristic modeling but time delay has a greater influence on the networked control system with fuzzy dynamic characteristic modeling． The proposed methods are effective to the networked control system with time delay and packet drop ratio． KEY WORDS networked control systems ( NCSs) ; adaptive control; characteristic modeling; fuzzy control; DC motors 收稿日期: 2011--04--25 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 61004021; 61074066; 61174103) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( FRF--TP--11--002B) 网 络 控 制 系 统 ( networked control systems， NCSs) 是指传感器、控制器和执行器机构通过通信 网络形成闭环的控制系统． 也就是说，在 NCSs 中， 控制部件间可通过共享通信网络进行信息( 对象输 出、参考输入和控制器输出等) 交换［1］． NCSs 研究 主要分为两个方面: 一个对网络的控制，是源于计算 机网络技术以提高多媒体信息传输和远程通信服务 质量为目标; 一个是通过网络对系统的控制，是源于 自动控制技术以满足系统稳定性及其动态性能为目 标［2］． NCS 的研究起始于 20 世纪 80 年代末，90 年代 后迅速发展，是一门新兴技术并且正成为现代工业 生产的主要发展方向． 它具有信息资源共享、降低 系统成本、使用灵活和易于维护等优点，但同时网络 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.01.001