【硕士论文】网络控制系统.pdf

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要网络控制系统(NetworkedControlSystem)又称基于网络的控制系统(Network-basedControlSystemNCS)，是一种新型的控制系统体系，是由传感器、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NCS将通信网络引入到闭环控制系统中，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、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:(1)介绍了网络控制系

2、统的产生背景、概念，着重介绍了网络控制系统存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。(2)针对基于TCP/IP的网络控制系统存在的时延，进行了时延测试和分析，给出了对时延进行在线计算和预测的方法;(3)对最大网络时延超过一个采样周期的网络控制系统进行了研究，设计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器参数，使系统稳定并达到一定的性能指标要求。(4)对网络控制系统的仿真技术进行了研究。首先介绍了一个新的NCS仿真软件TrueTime，并运用此工

3、具箱对NCS进行了仿真试验，验证了控制策略的有效性。其次，介绍了真实网络环境下的一种实时仿真系统，为NCS的实际应用奠定了基础。关键词网络控制系统;网络时延;动态调整模糊控制器;TrueTime;实时仿真西南交通大学硕士研究生学位论文第日页AbstractNetworkedControlSystem(NCS),i.e.Network-basedControlSystem,isanewstyleofcontrolsystemarchitecture,andisafeedbackcontrolsysteminwhichallcontrolsystemcomponents

4、areconnectedtogetherbyareal-timenetwork.NCSwhichintegratescomputer,network,communicationandautomaticcontrol,providesmanyadvantages,hasbecamemoreandmorecommonusedinrecentyears.ButuncertaindelaysareinsertedintoNCSloopbythesharednetworking,broughtinmanyproblemsastimedelayproblemandsoon.Th

5、ethesisdoessomeresearchworksontimedelaycomputingandtimedelayforecastevaluation,networkinduceddelaycompensationstrategy,simulationandexperimentofNCS.Themainresearchesareasfollows:Firstly,NCS'sbackground,conceptandbasicproblemsareintroduced.ThekeyproblemsonNCSandtheimprovementsofNCSareem

6、phaticallydescribed.Thenthemainworkwhichthethesishasdoneisproposed.Secondly,Totheexistingnetwork-inducedtimedelaybasedonTCP/IP,networktime-delayismeasuredandanalyzed.Amethodofon-linecomputingandpredictingtime-delayisproposed.Thirdly,thenetworkedcontrolsystemswhosebiggistnetworktime-del

7、ayislargerthanonesampleperiodareresearched.Thedynamicfuzzycontrollerisdesigned,andtheoptimalparameterlibrarycorrespondingtodifferentnetworktime-delayisobtainedbygeneticalgorithm.Whilenetworktime-delayischanging,thecontrollerparameterscanbeturneddynamicallybytheoptimalparameterlibrary