噪聲信道下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電學(xué)領(lǐng)域，具體的是涉及一種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是指以實時網(wǎng)絡(luò)作為通信信道的反饋控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有靈活性高、安裝成本低和易于維護(hù)等特點。近些年來，NCS—直是控制理論的研究熱點，針對數(shù)字通信中存在的數(shù)據(jù)丟包、確定或不確定時延、量化等現(xiàn)象，人們已經(jīng)提出了很多分析和綜合方法。故障診斷作為提高系統(tǒng)安全性和可靠性的一項重要技術(shù)，一直是控制科學(xué)領(lǐng)域的一個重要分支，隨著NCS研究的興起，針對NCS的故障診斷研究也受到了越來越多的重視。除了數(shù)字通信信道，針對加性高斯白噪聲模擬通信信道的NCS分析與設(shè)計也受到了一些學(xué)者的關(guān)注。AWGN信道NCS的控制器設(shè)計問題，提出了保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的信噪比約束的下確界條件?；谕箖?yōu)化理論提出了一個總體框架，研究信噪比約束與線性時不變反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靜態(tài)性能之間的關(guān)系，并給出了受制于信噪比約束的可實現(xiàn)的最好性能指標(biāo)的一個特性描述。帶有加性有色高斯噪聲信道的線性時不變反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定所需要的信噪比的下確界。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的誤報率比較高，影響網(wǎng)絡(luò)通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種誤報率低的一種噪聲信道下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括中央控制器、殘差發(fā)生器、信號處理器、隨機(jī)信號濾波器、隨機(jī)信號控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器、無線接收器、離散時間控制器和無線發(fā)射器，其特征在于，所述無線接收器連接傳感器，傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器連接信號處理器，信號處理器與中央控制器的輸入端口相連，殘差發(fā)生器與中央控制器的輸入端口相連；中央控制器的輸出端口與隨機(jī)信號濾波器、離散時間控制器相連，離散時間控制器與無線發(fā)射器相連，隨機(jī)信號濾波器與隨進(jìn)信號控制器相連。
[0005]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的中央控制器為AT89S52單片機(jī)。
[0006]本發(fā)明有益效果。
[0007]本發(fā)明基于觀測器的殘差發(fā)生器，提出了一種殘差評價函數(shù)和閾值的方法，最后利用切比雪夫不等式，得到了故障檢測系統(tǒng)的誤報率。并且減少誤報率。增加網(wǎng)絡(luò)通信的實用性。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖所示，本發(fā)明包括中央控制器、殘差發(fā)生器、信號處理器、隨機(jī)信號濾波器、隨機(jī)信號控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器、無線接收器、離散時間控制器和無線發(fā)射器，其特征在于，所述無線接收器連接傳感器，傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器連接信號處理器，信號處理器與中央控制器的輸入端口相連，殘差發(fā)生器與中央控制器的輸入端口相連；中央控制器的輸出端口與隨機(jī)信號濾波器、離散時間控制器相連，離散時間控制器與無線發(fā)射器相連，隨機(jī)信號濾波器與隨進(jìn)信號控制器相連。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的中央控制器為AT89S52單片機(jī)。
[0011]SNR約束的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的故障檢測問題，通過求解離散時間代數(shù)黎卡提系統(tǒng)，得到最優(yōu)的基于觀測器的殘差發(fā)生器；給出了基于范數(shù)的殘差評價函數(shù)和所設(shè)計閾值的誤報率；假設(shè)被控對象的每個量測量都通過一個加性高斯白噪聲(AWGN)通信信道傳遞到控制器和故障檢測單元，即其中in是與獨立的零均值白噪聲序列，方差為2(0,)njo ;另外，假設(shè)每個AWGN信道受SNR約束，探測器控制系統(tǒng)由探測器、控制器和地面監(jiān)控主機(jī)組成，針對深度為2000~3000米、直徑為50~100米，長度為200~300米的地下水平鹽巖溶腔而設(shè)計。探測器由螺旋槳、電機(jī)和平衡吊索組成，螺旋槳安裝在探測器尾部，由電機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)探測器的自主航行，平衡吊索外掛于探測器底部，與其重心鉛垂線方向一致，用于保證探測器的平衡?？刂破靼–8051F020單片機(jī)、檢測聲吶、磁阻傳感器、光耦隔離及功率放大模塊、RS232模塊及光55纖轉(zhuǎn)換器和供電電源。檢測聲吶采用加拿大IMAGENEXTECH0L0GY公司的前視圖像聲納881A，該聲納適用于水下勘測與檢查。通過配套軟件Win881A.exe設(shè)置聲納工作模式及掃描參數(shù)。聲納感測頭獲得溶腔的形態(tài)特征數(shù)據(jù)后，采用RS485信號經(jīng)過光纖轉(zhuǎn)換器進(jìn)行長距離傳輸，上位機(jī)處理軟件Win881A接收返回的特征數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得詳細(xì)的高精度三維圖像。
【主權(quán)項】
1.噪聲信道下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，包括中央控制器、殘差發(fā)生器、信號處理器、隨機(jī)信號濾波器、隨機(jī)信號控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器、無線接收器、離散時間控制器和無線發(fā)射器，其特征在于，所述無線接收器連接傳感器，傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器連接信號處理器，信號處理器與中央控制器的輸入端口相連，殘差發(fā)生器與中央控制器的輸入端口相連；中央控制器的輸出端口與隨機(jī)信號濾波器、離散時間控制器相連，離散時間控制器與無線發(fā)射器相連，隨機(jī)信號濾波器與隨進(jìn)信號控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述噪聲信道下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的中央控制器為AT89S52單片機(jī)。
【專利摘要】噪聲信道下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)屬于電學(xué)領(lǐng)域，具體的是涉及一種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種誤報率低的一種噪聲信道下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。本發(fā)明包括中央控制器、殘差發(fā)生器、信號處理器、隨機(jī)信號濾波器、隨機(jī)信號控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器、無線接收器、離散時間控制器和無線發(fā)射器，其特征在于，所述無線接收器連接傳感器，傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器連接信號處理器，信號處理器與中央控制器的輸入端口相連，殘差發(fā)生器與中央控制器的輸入端口相連；中央控制器的輸出端口與隨機(jī)信號濾波器、離散時間控制器相連，離散時間控制器與無線發(fā)射器相連，隨機(jī)信號濾波器與隨進(jìn)信號控制器相連。
【IPC分類】H04L29/14
【公開號】CN105430119
【申請?zhí)枴緾N201410474195
【發(fā)明人】牛譽(yù)博
【申請人】牛譽(yù)博
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年9月18日