噪声信道下网络化控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电学领域，具体的是涉及一种网络控制系统。
【背景技术】
[0002]网络化控制系统是指以实时网络作为通信信道的反馈控制系统，该系统具有灵活性高、安装成本低和易于维护等特点。近些年来，NCS—直是控制理论的研究热点，针对数字通信中存在的数据丢包、确定或不确定时延、量化等现象，人们已经提出了很多分析和综合方法。故障诊断作为提高系统安全性和可靠性的一项重要技术，一直是控制科学领域的一个重要分支，随着NCS研究的兴起，针对NCS的故障诊断研究也受到了越来越多的重视。除了数字通信信道，针对加性高斯白噪声模拟通信信道的NCS分析与设计也受到了一些学者的关注。AWGN信道NCS的控制器设计问题，提出了保证闭环系统稳定性的信噪比约束的下确界条件。基于凸优化理论提出了一个总体框架，研究信噪比约束与线性时不变反馈系统的稳定性和静态性能之间的关系，并给出了受制于信噪比约束的可实现的最好性能指标的一个特性描述。带有加性有色高斯噪声信道的线性时不变反馈控制系统的稳定性问题，给出了系统稳定所需要的信噪比的下确界。现有的网络控制系统的误报率比较高，影响网络通信。
【发明内容】
[0003]本发明就是针对上述问题，提供一种误报率低的一种噪声信道下网络化控制系统。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括中央控制器、残差发生器、信号处理器、随机信号滤波器、随机信号控制器、A/D转换器、传感器、无线接收器、离散时间控制器和无线发射器，其特征在于，所述无线接收器连接传感器，传感器通过A/D转换器连接信号处理器，信号处理器与中央控制器的输入端口相连，残差发生器与中央控制器的输入端口相连；中央控制器的输出端口与随机信号滤波器、离散时间控制器相连，离散时间控制器与无线发射器相连，随机信号滤波器与随进信号控制器相连。
[0005]作为本发明的一种优选方案，所述的中央控制器为AT89S52单片机。
[0006]本发明有益效果。
[0007]本发明基于观测器的残差发生器，提出了一种残差评价函数和阈值的方法，最后利用切比雪夫不等式，得到了故障检测系统的误报率。并且减少误报率。增加网络通信的实用性。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的电路原理图。
【具体实施方式】
[0009]如图所示，本发明包括中央控制器、残差发生器、信号处理器、随机信号滤波器、随机信号控制器、A/D转换器、传感器、无线接收器、离散时间控制器和无线发射器，其特征在于，所述无线接收器连接传感器，传感器通过A/D转换器连接信号处理器，信号处理器与中央控制器的输入端口相连，残差发生器与中央控制器的输入端口相连；中央控制器的输出端口与随机信号滤波器、离散时间控制器相连，离散时间控制器与无线发射器相连，随机信号滤波器与随进信号控制器相连。
[0010]作为本发明的一种优选方案，所述的中央控制器为AT89S52单片机。
[0011]SNR约束的网络化控制系统的故障检测问题，通过求解离散时间代数黎卡提系统，得到最优的基于观测器的残差发生器；给出了基于范数的残差评价函数和所设计阈值的误报率；假设被控对象的每个量测量都通过一个加性高斯白噪声(AWGN)通信信道传递到控制器和故障检测单元，即其中in是与独立的零均值白噪声序列，方差为2(0,)njo ;另外，假设每个AWGN信道受SNR约束，探测器控制系统由探测器、控制器和地面监控主机组成，针对深度为2000~3000米、直径为50~100米，长度为200~300米的地下水平盐岩溶腔而设计。探测器由螺旋桨、电机和平衡吊索组成，螺旋桨安装在探测器尾部，由电机驱动，实现探测器的自主航行，平衡吊索外挂于探测器底部，与其重心铅垂线方向一致，用于保证探测器的平衡。控制器包括C8051F020单片机、检测声呐、磁阻传感器、光耦隔离及功率放大模块、RS232模块及光55纤转换器和供电电源。检测声呐采用加拿大IMAGENEXTECH0L0GY公司的前视图像声纳881A，该声纳适用于水下勘测与检查。通过配套软件Win881A.exe设置声纳工作模式及扫描参数。声纳感测头获得溶腔的形态特征数据后，采用RS485信号经过光纤转换器进行长距离传输，上位机处理软件Win881A接收返回的特征数据，并对该数据进行处理获得详细的高精度三维图像。
【主权项】
1.噪声信道下网络化控制系统，包括中央控制器、残差发生器、信号处理器、随机信号滤波器、随机信号控制器、A/D转换器、传感器、无线接收器、离散时间控制器和无线发射器，其特征在于，所述无线接收器连接传感器，传感器通过A/D转换器连接信号处理器，信号处理器与中央控制器的输入端口相连，残差发生器与中央控制器的输入端口相连；中央控制器的输出端口与随机信号滤波器、离散时间控制器相连，离散时间控制器与无线发射器相连，随机信号滤波器与随进信号控制器相连。2.根据权利要求1所述噪声信道下网络化控制系统，其特征在于:所述的中央控制器为AT89S52单片机。
【专利摘要】噪声信道下网络化控制系统属于电学领域，具体的是涉及一种网络控制系统。本发明提供一种误报率低的一种噪声信道下网络化控制系统。本发明包括中央控制器、残差发生器、信号处理器、随机信号滤波器、随机信号控制器、A/D转换器、传感器、无线接收器、离散时间控制器和无线发射器，其特征在于，所述无线接收器连接传感器，传感器通过A/D转换器连接信号处理器，信号处理器与中央控制器的输入端口相连，残差发生器与中央控制器的输入端口相连；中央控制器的输出端口与随机信号滤波器、离散时间控制器相连，离散时间控制器与无线发射器相连，随机信号滤波器与随进信号控制器相连。
【IPC分类】H04L29/14
【公开号】CN105430119
【申请号】CN201410474195
【发明人】牛誉博
【申请人】牛誉博
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月18日