网络控制系统与应用准备总结.doc

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1、...控制系统中的控制器、传感器和执行器通过网络形成闭环的反馈控制系统，称为网络控制系统.(直接结构和分层结构)网络控制的特点：结构网络化、节点智能化、控制现场画和功能分散化、系统开放化和产品集成化网控的复杂性：(1)网络环境下，多用户共享通信线路且流量变化不规则，这必然导致网络时延，同时采用不同的网络协议会使时延具有不同的性质；(2)传输数据流经众多的计算机和通讯设备且路径不唯一，这会导致网络时延和网络数据包的时序错乱；(3)在网络中由于不可避免地存在网络阻塞和连接中断，这又会导致网络数据包的时序错乱和数据包丢失。

2、与传统点对点结构系统比较:可以实现资源共享实现远程操作与控制具有高的诊断能力安装与维护方便能有效减少系统的重量与体积增加系统的灵活性与可靠性使用无线网络技术，可以实现使用大量广泛分布的廉价传感器与远距离的控制器、执行器构成某些特殊用途的NCS，这是传统的点对点结构的控制系统所无法实现的。NCS研究容一、对网络的控制（ControlofNetwork）：围绕网络的服务质量，从拓扑结构、任务调度算法和介质访问控制层协议等不同的角度提出解决方案，满足系统对实时性的要求，减小网络时延、时序错乱、数据包丢失等一系列

3、问题。可以运用运筹学和控制理论的方法来实现。二、通过网络的控制（ControlthroughNetwork）：指在现有的网络条件下，设计相适应的NCS控制器，保证NCS良好的控制性能和稳定性。可以通过建立NCS数学模型用控制理论的方法进行研究。三、NCS整体性能的优化与提高（综合控制）：综合考虑提高网络性能和控制性能的基础上，优化和提高整个NCS的性能。网络服务质量：包括网络吞吐量、传输效率、误码率、时延可预测性和任务的可调度性。系统控制性能：包括稳定性、快速性、准确性、超调和振荡。面临的基本问题：1、时变传输周期2

4、、网络调度3、网络时延4、单包传输和多包传输5、数据包时序错乱6、数据包丢失7、节点驱动方式8、时钟同步所谓数据通信，就是指采用某种特定的方法，通过某种介质（如传输线）或渠道将信息从一处传送到另一处的过程。通信的类型：模拟通信、数字通信、数据通信计算机网络:利用通信设备和线路把地理上分散的多台自主计算机系统的联系起来，在相应软件的支持下，实现数据通信和资源共享为目标的系统。功能：信息交换、资源共享均衡使用网络资源、分布处理、数据信息综合处理、提高计算机安全可靠性。拓扑结构：总线型、星型、环型、混合型。通信：信息：传送

5、的容，包括数字、文字、语言、图形和图像等。数据：网络中传输的二进制代码。与信息的区别：数据仅涉及事物的表示形式，信息涉及数据的容和解释。信道：信号传输的通道，包括通信设备和传输媒体。（传输媒体-有线无线、信号类型-模拟数字、使用权限-专用公用）。码元和码字：计算机网络传送每一位二进制数字称为码元或码位。7个码元称为码字。数据通信与数字通信的不同之处是：数据-数字信息，数字-模拟信号。数据通讯方式：数据位的传送方式-并行通信、串行通信。信息传送方向-单工、半双工、全双工。连接方式-总线连接、调制/解调连接、过程I/O连

6、接、高速数据通道连接。数据信息的传输有两种基本形式：1、基带传输，即直接利用基带信号进行传输；2、频带传输，即将基带信号用交流或脉冲信号调制后再传输。基带信息表示方法：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形。双极性归零波形、交替双极性归零波形。基带传输的特点：(1)基带信号传输，要求信道具有从直流到高频的频率特性。因此，在信息高速传输的NCS中，不能采用常规的传输介质，而应采用具有很高通频带的同轴电缆或光缆。(2)基带传输是按照数字信号波形的原样进行传输的，它不需要调制解调器，因而设备投资少，维护费用低。但信号传输距

7、离有限，仅适用于较小围的数据传输。调制是在发送端用基带脉冲信号对载波波形的某个参数（如振幅、频率、相位）进行控制，使其随基带脉冲的变化而变化，即把基带信号变换成适合于模拟传输系统传输的交流信号。解调是在接收端将收到的调制信号进行与调制相反的转换，使之恢复到原来的基带脉冲信号。未经调制载波振幅调制又称振幅键控ASK。即用原始基带脉冲信号控制载波的振幅变化，U（t）=Am*Sin（ω0+∮0）数字(1)U（t）=0数字(0)频率调制又称为频率键控FSK。即用原始基带脉冲信号控制载波的频率变化。频率调制所产生的调制波

8、称为“调频信号”，频率调制可分为两种形式：相位连续调频信号、相位不连续调频信号U（t）=A0*Sin（ω1+∮0）数字(1)U（t）=A0*Sin（ω2+∮0）数字(0)相位调制又称为相位键控PSK。即用原始基带脉冲信号控制载波的相位变化。相位调制所产生的调制波称为“调相信号”，它可分为两种形式：绝对移相调相信号、相对移相调相信号。U（t）=A