文档介绍：浙江大学
博士学位论文
网络控制系统实验平台建设与算法设计
姓名:黄海
申请学位级别:博士
专业:控制科学与工程
指导教师:王树青
20070401
,,网络控制系统具有可靠性高、系统连线少,结构灵活、,由于控制网络采用串行数字通信方式,各节点将按照协议规范共享网络通信资源,,充分考虑网络时延等对控制系统的影响。,,本文以网络技术在控制系统设计中的实际应用为出发点,探讨建立在数据网络基础上的控制系统设计理念,设计并开发了基于以太网的网络化运动控制实验平台,研究基于网络的控制系统设计方法,:谏钊胙芯客缁肪诚率毖拥淖槌捎氩砘∩希赋龌芈纷时延是网络控制系统设计考虑的重点。针对回路总时延表现为单周期和多周期两类特性下,讨论网络控制系统与经典计算机采样控制系统之间的相似之处与区别,定性指出在网络时延单周期情况下,二者基本一致,而在网络时延多周期情况下,采样周期的多频切换使网络控制系统表现为不同采样控制系统间的跳变,∮玫缁俣人欧刂葡统作为网络控制的目标对象,采用高性能数字信号处理器设计实现了内含以太网接口的电机驱动器网络化节点;设计了可方便实现各种控制算法的基于机的网络控制器;设计了网络流量干扰节点,可对网络拥塞程度实现定浙江大学博士学位论文Ⅲ
性控制:设计实现了网形化网络数据监视系统,动态显示控制系统状态曲线。该实验平台可真实展现出网络控制系统的实际问题,为网络控制的算法研究创建了一个良好的实验环境。攵酝缈刂葡低持惺荽涞亩嘀芷谑毖游侍猓岢隽艘恢衷诓改变现有基于模型的极点配置控制方法框架的前提下,通过预设网络时延,计算出一组待选控制输出序列,在执行器端附加数据选择器,根据控制回路实测时延,选择对应控制输出量的控制策略。通过与人惴ㄔ诓煌络拥堵环境下的实验对比表明,该方法可在一定程度上解决网络不确定时延问题.ü酝缈刂葡低呈莞鹿痰纳罨鲜丁L岢隽艘恢滞缁境下的模型预测控制改进算法,利用预测控制理论在控制时域内的滚动优化作用,计算得到优化控制序列矩阵。通过优化控制序列来改善系统在拥堵环境下的控制效果,能够较好地解决网络环境的多周期时延问题。通过在网络实验平台实际环境下的实验结果验证了该方法的有效性。ü酝缈刂葡低程卣鞯姆治觯髁斯ひ礗枪ひ悼刂葡低成计未来发展的方向,提出了基于网络数据传输建立工业控制虚拟回路的思想,建立了复杂网络控制系统的多智能体模型,并采用合同网技术来解决底层控制层的计算任务调度问题。最后,在总结全文工作的基础上,提出了有待进一步研究的课题和今后的工作重点。关键词网络控制系统,计算机采样控制系统,网络化运动控制实验平台,预设时延选择控制,网络预测控制,工业与虚拟回路浙江大学博士学位论文
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Ⅷ.,
致谢黄海值此论文完成之际,谨向我的导师王树青教授表示崇高的敬意和衷心的感谢十三年前,我第一次踏入了浙江大学的校门,先后进入机械电子工程、,我庆幸遇到了这么多优秀的老师和同学,是他们的严格要求与鼓励关怀,激励我努力学习不断成长,悉心领会做人做事做学问的道理。,我激动过、失望过、彷徨过、痛苦过,是王老师时时在我耳边关心支持、催我奋进。王老师以他渊博的学识、严谨的治学态度、坚实的专业知识和敏锐的洞察力指导我在学业上努力前行,更以其热情真挚的为人品格和达观向上的人生态度为我树立了学习的榜样。衷心感谢荣冈教授、王宁研究员、张建明副教授、金晓明副教授、张泉灵副教授、来国妹女士等老师在学习和科研工作上给予我的关心和帮助。感谢刘峙飞、张柯、张奕同学等师兄弟们的合作,本文所取得的些许科研成果属于整个网络控制研究小组。同时也感谢朱炜博士、周韶园博士、张惠良博士、赵小强博士、李荣雨博士、李奇安博后、谢磊博后、周猛飞博士、陈良博士