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| 发布时间：2010.08.20 新闻来源：明控科技 浏览次数： |
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网络控制系统及其仿真试验的研究
网络控制系统是计算机网络与自动化技术交叉发展的产物之一，它是把网络作为控制的一种手段，可以称之为“网络自动化”。在网络控制系统中，网络不仅是控制系统的数据传输的一种媒介，同时也是控制系统的一部分。网络控制系统与传统的控制系统相比可以减少系统的连线，降低系统的成本，使得结构灵活，易于扩展和维护，还能实现系统资源的共享。虽然网络控制系统有很多的优点，但是由于网络带来的诱导延时和数据丢包对控制系统的性能有很大的影响。针对网络延时和数据丢包，在本文中做了如下的工作： (1)鉴于在网络控制系统中跟踪问题研究很少这个现状，通过设置缓冲区的方法将随机时变的网络控制系统转化为一确定性系统，然后再利用一特殊的数学变换将此确定性系统变成一个等效系统，并推导了此等效系统的最优跟踪控制律，同时还讨论了最优跟踪控制律的存在性。 (2)对于网络延时服从确定的概率分布的网络控制系统，本文利用随机控制的相关知识推导了随机最优控制律，并且讨论了此控制律的存在性和稳定性。 (3)对于网络控制系统的仿真和试验，本文利用TrueTime和SimEvents进行了网络控制系统的仿真和利用自己编写的数据包发送接受程序进行了试验同时还利用OPC服务器程序进行了试验。仿真和试验都得到了较好的效果。 (4)对于丢包过程服从已知的两点分布的网络控制系统，推导了最优滤波器。使此滤波器达到丢包补偿的作用。
随着自动控制、微电子技术的发展,大量智能控制芯片和智能传感的不断出现,网络化的控制系统已成为工业控制领域研究的热点。它体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、节点智能化发展的趋势。作为对传统的点对点通讯的代替,网络控制系统的公共总线网络结构提供了更有效的可重构性,更好的资源利用率,减少了安装和维护成本。 然而,网络的介入使得控制系统的分析变得更加复杂,传统的方法面临挑战,这主要是由于传输时延引起的。这个时延特性可以是常数,有界的,时变的,或是随机的,依赖于采取的网络通信协议和硬件设备。 本文以网络控制系统为研究对象,首先介绍了其特点、模型、协议,以及采样与性能的关系;再在研究了大量文献的基础上,从网络时延,采样周期,抖动,数据包丢失,网络调度,稳定性六个方面具体分析了这些因素对网络控制系统的性能影响,并总结了前人的主要研究成果,评价了相应的处理方法和技术。然后介绍了网络性能测度和控制性能品质,分析了采样周期和网络时延之间的关系,以及它们对系统稳定性的影响,并通过仿真验证了一类积分控制器的稳定区域。
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