基于Matlab环境的网络控制系统仿真平台

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1、基于!"#$"%环境的网络控制系统仿真平台%!!何坚强张焕春经亚枝%!盐城工学院电气工程系"江苏盐城!!!B"";#!!南京航空航天大学自动化学院"南京!%""%C$8D2=14&EFG%!CH%!C$IJ2摘要网络控制系统&’(%&A>KJ@6AL’J5>@J4(MN>A2$是一种分布式实时控制系统"网络控制系统的设计与研究涉及系统控制与网络调度两个方面"目前集成的控制与调度仿真工具很少&该文对网络控制系统的仿真平台进行了分析"给出了+=>4=?构建的网络控制系统框架"分析了网络控制系统仿真模型"介绍了

2、一种基于+=>4=?的网络控制系统的理想仿真工具-@3A-12A&关键词网络控制系统+=>4=?实时控制-@3A-12A工具箱文章编号%""!DO;;%D!!""#$"!D"%B!D"B文献标识码,中图分类号-P;%Q$;&’()$"#’*+,$"#-*.(*-/0#1*.2034*+#.*$&56#0(7"603*+8"#$"%=AD90:’"+;’"+<>?"+<9)"+@?)0+:’+$JS84AI>@1I85T15AA@15T$U=5IEA5T’J44ATAJS-AIE5J

3、4JTM$U=5IEA5T$V1=5TN3!!B"";"!!,3>J2=>1J5W5N>1>3>A$&=5F15TX51YA@N1>MJS,A@J5=3>1IN=5L,N>@J5=3>1IN$&=5F15T!%""%C"E%6#."@#&&A>KJ@6ALIJ5>@J4NMN>A2!&’("1N=L1N>@1?3>AL@A=4>12AIJ5>@J4NMN>A2$1>@A4=>AN>J>EAG3AN>1J5JS@A=4>12AIJ5>@J4=5L5A>KJ@6NIEAL3415T$>EA@A1NNA4LJ2

4、>JJ4>JN1234=>A>EA&’(5JK$-E1NR=RA@=5=4MZAN>EAN1234=>1J5R4=>[SJ@2JS&’($,TA5A@1IS@=2AKJ@6?=NALJ5+=>4=?SJ@&’(1NT1YA5$=5LN1234=>1J52JLA4JS&’(1N=5=4MZAL9W,&$-@3A-12A>JJ4?J]3NAL>JN1234=>A&’(1N15>@JL3IALEA@A$-@3A-12A12R4A2A5>N>EAIJDN1234=>1J5JSSAAL?=I6IJ5>@J4=5L

5、NIEAL3415TIJDLAN1T5$F051*.36&&A>KJ@6ALIJ5>@J4NMN>A2$+=>4=?$@A=4D>12AIJ5>@J4$-@3A-12A>JJ4?J]%引言化%网络控制系统的性能不仅取决于通常的控制算法的设计$基于现场总线与工业以太网的网络控制系统!&’("因其而且取决于网络资源的调度%网络控制系统是涉及控制#计算节点智能化#开放性#互操作性#功能分散化#以及成本低廉等机#网络通信等多领域内容的复杂系统$需要对各部分进行综优点$获得了广泛的应用$网络控制系统已经成为自动化领

6、域合研究$这对网络控制系统分析与设计提出了新的挑战$因而技术发展的热点之一%不同于常规的控制系统$网络控制系统网络控制系统的研究工具显得尤其重要%尽管目前有许多仿真工具如+,-.,/0(1234156#(-78((和97-((:;<等可以实现控是基于网络的分布式控制系统$图%给出网络控制系统的简化拓扑结构%网络控制系统中所有控制信息都要通过实时网络传制系统与实时调度的仿真研究$但是它们分别集中在各自领域输$由于网络带宽的限制$网络中传送的信息不可避免产生碰进行$很少有工具支持控制与实时调度同时仿真$该文对

7、网络撞#丢失和重发等现象$因此必须对网络中传输信息进行合理控制系统的仿真工具进行了研究$讨论了基于+=>.=?的分布调度$否则控制信息产生的较大时延$会降低控制系统的控制实时控制系统的框架$对网络控制系统模型进行了分析$重点研究了基于+=>.=?0(1234156的-@3A-12A工具箱:B<$实现了系性能$严重时将导致系统破坏$因此在网络控制系统的设计与研究中必须考虑网络的调度问题)%$!*%统与调度的仿真集成%!基于+=>4=?的&’(实时框架+=>4=?是一种高效#理想的控制系统仿真工具$它集数值分

8、析#矩阵运算#信号处理和图形显示于一体$构成了一个方便的#界面友好的用户环境$(1234156为动态系统设计与控制策略的开发提供了直观#图形化的仿真环境$两者共同建立了一个灵活的#综合的#有丰富特性的控制系统设计环境$被广泛应图%网络控制系统的拓扑结构用于各种控制系统的仿真研究$显然是网络控制系统研究与开发的理想平台%通信网络的引入$使得网络控制系统的分析与设计复杂图!给出了基于+=>.=?的实时系统的整体框架:#<$实时框作