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1、2010年第23卷第3期协议·算法及仿真ElectronicSci1&Tech1/Mar115,2010控制在小世界网络中的仿真研究122戴余,李俊民,孙云平(11西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071;21西安电子科技大学理学院,陕西西安710071)摘要探讨和分析了NS的工作原理和仿真机制,介绍了在小世界网络下利用NS软件进行网络控制系统仿真的方法和设计实现过程。基于网络仿真软件NS的编程通用性强和功能可扩展的特点,利用NS中类C++的语言环境实现了控制系统微分方程的实时求解,最后展
2、示了仿真研究的结果。关键词网络控制系统;NS;小世界网络;网络仿真中图分类号TP393文献标识码A文章编号1007-7820(2010)03-097-04TheSimulationofControlSystemsintheSmallWorldNetwork122DaiYu,LiJunmin,SunYunping(11SchoolofElectrnicEngineering,XidianUniversity,Xipan710071,China;21SchoolofScience,XidianUnive
3、rsity,Xipan710071,China)AbstractThispaperfocusesontheworkprincipleandsimulationmechanismofNetworkedControlSystems(NCSs)aswellastheimplementationprocessbyusingaNS22simulatorinthesmallworldnetwork.Giventhegreatprogramminggeneralityandfunctionextendibilit
4、yoftheNS22simulator,werealizereal2timesolutionfordifferentialfunctionsofcontrolsystemsbyaprogrammingfashionanalogoustoC++intheNS22simulator.Finally,wepresentthesimulationresults.Keywordsnetworkedcontrolsystems;NS;smallworldnetwork;networksimulation网络控制
5、的仿真技术为网络控制设计和研究提供language)是开放脚本语言,用来对NS编程;Tk是[1-4]了重要方法,它通过建立网络设备和网络链路的Tcl的图形界面开发工具,可帮助用户在图形环境下模型,并在其上模拟网络控制流量的传输,进而获取开发图形界面,OTcl是基于Tcl/Tk的面向对象扩展,网络设计或优化所需要的网络控制性能数据的仿真技有自己的类层次结构,NS-2为本软件包的核心,是术,具有周期短、成本低等特点。面向对象的仿真器,用C++编写,以OTcl解释器作[5]而小世界网络是复杂网络最有传奇性
6、的性质。为前端;Tclcl则提供NS和OTcl的接口,使对象和简单地说,小世界现象指的是,尽管许多网络具有相变量出现在两种语言。当大的规模(节点多,跨度远),如果把节点间的距NS的仿真机制:NS的仿真机制,如图1所示。离定义为连接它们最少沿途的边数(相隔的边数),NS分2个层次:一个是基于OTcl编程的配置,构造则其任何两个节点之间却存在相对很短的快捷距离。层次,利用NS已有的网络仿真元素实现仿真,只需因而对小世界网络进行建模以及控制在网络控制系统编写OTcl仿真脚本,如图1中的流程1→2→3;另一
7、[6-8]中,是具有一定研究价值的课题。文中首先对小个层次是基于C++和OTcl编程的编译,配置。如果世界网络进行建模,然后引进一个线性控制系统,再NS中没有所需的仿真元素,NS则提供用户自我升级利用NS软件进行协议仿真。仿真结果说明文中方法或修改协议的技术,即利用OTcl和NS的接口类实现可行、有效。NS的更新。新NS生成的流程,如图1中的4→5→6→2→3,网络仿真常常涉及第2个层次。1NS-2简介[9]NS-2是一个软件包,Tcl(Toolcommand收稿日期:2009208226作者简介:
8、戴余(1980-),男,硕士研究生。研究方向:网络化控制系统。李俊民(1964-),男,博士生导师。研究方图1NS的仿真机制向:网络化控制系统,鲁棒控制,混杂系统等。97协议·算法及仿真戴余,等:控制在小世界网络中的仿真研究图2,因此,在规则图中出现了pNK/2条“捷径”。2小世界网络的基本概念3(K-2)小世界网络的聚类系数为C(p)=(1-(1)平均路径长度:网络结点i与结点j的距离dij4(K-1)min(k-K/2,K/2)定义为连接这两个结点的最短路径上的边
