文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
基于TCP/IP的网络时延补偿控制器设计及仿真
姓名:李叶
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:杨名利
20070401
要摘西南交通大学硕士研究生学位论文第,是一种新型的控制系统体系,是由传网络控制系统综合了计算机网络,计算机通信和自动控制等多方面技术,具有很多优点,近年来得到了广泛的研究。但是ㄐ磐缫氲奖栈房制系统中,带来了时延等一系列新问题。本文主要围绕网络时延的计算与预测、樯芰送缈刂葡低车牟尘啊⒏拍睿胖亟樯芰送缈刂葡低炒在的几个主要问题及其近年来的研究进展。概括介绍了本文的主要研究工作。攵曰赥/的网络控制系统存在的时延,进行了时延测试和分宰畲笸缡毖映桓霾裳芷诘耐缈刂葡低辰辛搜芯浚杓了动态调整模糊控制器,并使用标准的遗传算法来进行参数寻优,寻求不同网络时延下的最佳参数库,在网络时延发生变化时利用最佳参数库动态调整控制酝缈刂葡低车姆抡婕际踅辛搜芯俊J紫冉樯芰艘桓鲂碌腘仿真软件,并运用此工具箱对辛朔抡媸匝椋橹ち丝刂撇呗缘有效性。其次,介绍了真实网络环境下的一种实时仿真系统,为氖导视关键词网络控制系统:网络时延;动态调整模糊控制器;;实时仿真网络控制系统殖苹谕绲目刂葡低—感器、控制器、执行器等通过实时网络构成的闭环反馈控制系统。网络时延的补偿、网络控制系统的仿真和实验,进行了以下几方面的研究工作:析,给出了对时延进行在线计算和预测的方法;器参数,使系统稳定并达到一定的性能指标要求。用奠定了基础。
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第滦髀网络控制系统概述西南交通大学硕士研究生学位论文第弊钤缬瓿鱿衷诼砝锢即笱。穆壑小啊锤雒魅返亩ㄒ澹皇怯猛际舅得髁送缈刂葡低车结构,指出在该系统中控制器与传感器通过串行通信形成闭环。而同济大学的统”这样的术语。清华大学的顾洪军给出了明确的定义。和缈刂葡低境下实现的控制系统。是指在某个区域内一些现场检测、控制及操作设备和通信线路的集合,用以提供设备之问的数据传输,使该区域内不同地点的设备和用户实现资源共享和协调操作。广义的网络控制系统包括狭义的在内,而且还包括通过企业信息网络以及实现对工厂车间、生产线甚至现场设备的监视与控制等。典型的网络控制系统结构图如图所示“一。图典型网络控制系统结构图接收频率高,因此有限的网络带宽就使数据传输过程中不可避免地存在着延迟,而且随着网络协议、网络负载等诸多延时因素的影响,该延迟会随机变化。这就容易导致较大的超调量和较长的调节时间,严重影响生产过程的控制品质而于之训等用了“网络控制系统”:重庆大学的张结斌等用了“分布式网络控制系,,又称为网络化的控制系统,即在网络环网络控制系统的突出特点:由于控制网络中传送的数据包通常较短、发送/且会大大降低系统的稳定性。“
网络控制系统基本问题器的传输时延骸?刂破鞯街葱衅鞯拇涫毖觙8萃缃橹史梦士刂品西南交通大学硕士研究生学位论文第点智能化的方向发展。来传输信息的控制系统。这两种都离不开控制和网络,只是侧重点不同,前者是对网络路由、网络流量的控制;后者是指控制系统中各节点的数据传输不是点对点的,而是通过网络来传输,可以用控制理论的方法来研究。本论文所做某鱿指徊教逑至送缭诳刂浦械墓惴河τ谩M绲挠τ梦?刂系统带来了诸多好处的同时,也不可避免的带来了新的问题。因此网络控制系统目前涉及到的研究内容包括网络诱导时延、’网络调度、数据包的多包传输及网络信息传递本质上是数字信号在网上传递,与信息量和传送长度有关,信号从一个站点到另一个站点需要一定的时间,各站点之间的距离是不一样分式的不同,网络诱导时延可能是固定的,也可能是随机的。胁捎玫慕橹史问控制方式主要有两类:令牌访问控制方式和载波侦听多路访问控制方式。令牌访问控制方式的传输时延是可以估算的,目前现场总线中采用的比较多;而方式产生的传输时延是随机的,具有较大的不确定性。虴捎玫木褪荂绞健在校奔溲映俚牟遣豢杀苊獾摹R虼吮匦虢⑵鹎泻鲜导实氖学模型把分布式、随机的网络时延与过程被控制对象统一考虑构成广义被控对象,可采用软件进行实时测量来建模,由一终端经网络传递给远程控制设备一分布式控制系统⑾殖∽芟呖刂葡低和工业以太网都属于网络控制系统,它们的出现标志着控制系统向着网络化、集成化、分布化和节网络控制系统一般有两种理解,一种是对网络的控制,另一种是通过网络的研究是基于后者。丢失、网络控制系统建模等。.缬盏际毖布的,这种分布式的时延环节影响了控制系统的运行。通过网络交换数据的时候,不可避免地存在网络诱导时延:传感器到控制个测试数据包,测量经过环路所需的时间曰袢⊙映俚
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