羅浩銘，劉國平，桂衛華

中南大學信息科學與工程學院，湖南長沙

中國科學院自動化研究所，北京

摘　　　要：網絡誘導時延和數據包丟失、錯序等問題會嚴重影響網絡化控制系統的性能甚至使系統不穩定。對于球桿系統這樣具有開環不穩定和典型的非線性特征的系統來說尤其明顯。為了解決這一問題，采用網絡化預測控制算法（ＮｅｔｗｏｒｋｅｄＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌ，ＮＰＣ）來設計球桿網絡化控制系統。介紹了網絡化預測控制算法的設計，球桿對象的辨識建模，并通過仿真與實驗結果驗證了該設計的有效性。

關　鍵　詞：網絡化控制；球桿系統；預測控制；非線性系統；系統辨識

１　引　言
由于在遠程及分布式環境下的巨大應用潛力，網絡化控制系統（ＮｅｔｗｏｒｋｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓ，ＮＣＳｓ）已經成為國際控制界的一個熱點研究領域。在傳統控制系統中引入通信網絡帶來了許多便利，同時也帶來了一些缺陷，主要包括網絡誘導時延、數據包丟失、數據包錯序等。這些新的特性使ＮＣＳｓ與傳統控制系統有了很大的差別，在大多數情況下，會降低控制效果，甚至造成系統不穩定。為了分析和解決這些問題，控制、通信、計算機等各個領域的研究者提出了一些新的方法，如隨機較優控制、模糊邏輯控制、基于事件的控制、增益調度、數據包丟失分析和混合控制等［１�玻梗荨Ａ硗猓�Ｌｉｕ等提出并發展了網絡化預測控制（ＮｅｔｗｏｒｋｅｄＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌ，ＮＰＣ）的思想，作者考慮了數據包丟失的情況，所獲得的預測控制器實現了對隨機網絡誘導時延的補償［１０�玻保玻荨５�是對于目前的大多數控制算法，基本上都停留在仿真階段，實際應用的例子較少，特別是對于具有開環不穩定和明顯非線性的對象，缺乏實際應用的驗證。本文主要的內容是利用網絡化預測控制對實際的球桿系統進行控制，利用仿真和實驗結果證明了網絡化預測控制在復雜網絡環境下控制復雜系統的有效性。

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