基于超采样的网络控制系统平台动态特性研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于超采样的网络控制系统平台动态特性研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：王健李旭光副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：关守平潘峰、宾洋东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlWngineeringResearchonDynamicCharacteristicsofNetwo

2、rkedControlSystemsPlatformBasedonHyper-samplingByWangJianSupervisor：AssociateProfessorLiXuguangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表

3、示谢意。学位论文作者签名：工侄薹．日期：山／争，歹，爻妒学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年∥学位论文作者签名：签字日期：卫。／≯。多．上扩．导师签名：毒彬乞导师签名：备彬乙签字日期土d／午彳，2譬一．万方数据东北大学硕士学位论文摘

4、要基于超采样的网络控制系统平台动态特性研究摘要随着现场总线控制技术、以太网技术的成熟、性价比的不断提高，网络控制系统具有布线少、易于安装维护和扩展、可靠性与灵活性高、可实现资源共享诸多优点，甚至还具有使用无线网络扩展到难以直接布线的场合的优势，这些优点使它迅速应用于电力，交通，机器人，航空航天等各种系统和远程控制领域。也正是因为如此，网络控制系统近几年成为了国际控制理论界十分热门的研究论题。对于一个网络控制系统而言，首要任务就是要确保这个系统的稳定性，在满足稳定性的条件下，对系统的动态特性也会有一定要求，采样作

5、为一个控制系统的重要组成部分，研究采样问题对控制系统性能的影响就有了很重要的实际意义。本文在前人的研究基础上，研究了一种新的采样方法一超采样，针对在不同的采样方法下，系统动态特性的变化，从以下几个方面进行了研究：(1)本文研究了网络控制系统的最优化设计问题，包括理论研究方法的介绍，单采样和超采样的最优化设计。在MATLAB环境下，针对同一个网络控制系统，单采样与超采样同时最优的情况下，对两种采样方法对系统特性的影响进行了仿真，得出系统在超采样的情况下动态特性优于单采样的情况。(2)为了验证得出的仿真结果，搭建一

6、个网络控制系统实验平台。包括软件平台MATLAB／Simulink，数据采集卡，驱动电路以及直流电机。(3)通过MATLAB和Simulink的数据采集工具箱编写实验平台控制程序，重点包括直流电机参数辨识，网络控制系统的控制框图设计，超采样程序实现和电机的死区补偿等问题。(4)实验结果表明：在单采样情况下，当采样为最优周期时，系统的振荡次数更小，调节时间更短。在超采样情况下，当采样序列为最优周期时，系统的振荡次数更小，调节时间更短。对比于最优周期下，系统在超采样的情况下要比单采样下调节时间更短，而且振荡次数更少

7、。值得指出的是在单采样是最优时而超采样不是最优时上面结论就不一定成立了。关键字：网络控制系统；超采样；状态空间法；死区补偿；直流电机速度控制．II-万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonDynamicCharacteristicsofNetworkedControlSystemsPlatformBasedonHyper--samplingAbstractAsthefieldbuscontroltechnologyandEthemettechniquemature，what‘Smore，

8、theircostperformanceiskeepingimproving．Networkedcontrolsystemshavealotofadvantage．Suchaslesswiring，easytoinstallandmaintainandextend，realizeresourcessharingand，whatismore，arrangementofwiretocomp