具有隨機時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，為滿足大量設(shè)備通訊、海量數(shù)據(jù)傳輸以及遠程控制的需要，網(wǎng)絡(luò)控制開始出現(xiàn)并發(fā)展成為現(xiàn)今控制系統(tǒng)研究的熱點問題之一。網(wǎng)絡(luò)的引入可以很好的解決傳統(tǒng)點對點控制所不能解決的諸多問題。
　　在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，設(shè)備間的通訊都通過相同的物理介質(zhì)，必然會帶來傳輸過程中信息的碰撞以及網(wǎng)絡(luò)時延等問題。在網(wǎng)絡(luò)時延過大的情況下，甚至會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此對其研究具有重大的實際意義。
　　本文首先分析了網(wǎng)絡(luò)時延與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點驅(qū)動方式對網(wǎng)

2、絡(luò)性能的影響；在分析PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與通訊模式的基礎(chǔ)上，建立了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時間分析模型，給出了數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的最小與最大時延表達式；對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中PLC的循環(huán)處理過程進行分析，得出了系統(tǒng)的最短與最長響應(yīng)時間。
　　其次，針對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特殊性，采用MATLAB/TrueTime仿真工具箱模擬系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)模塊與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并搭建了網(wǎng)絡(luò)仿真模型。在控制器設(shè)計方面，建立了基于時間戳的Smith預(yù)估補償器，通過仿真驗證了其有效性，但由

3、于補償器的性能過分依賴于系統(tǒng)辨識模型的精確性，在辨識模型不準確的情況下，補償器的控制效果將受影響。為提高其魯棒性，提出了基于模糊控制的辨識模型開環(huán)增益自整定控制方法，對辨識模型起到了很好的矯正作用，從而提高了Smith預(yù)估補償器的精度，通過仿真驗證了改進Smith補償器的良好性能。
　　再次，基于現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，搭建了系統(tǒng)實物平臺。設(shè)計過程包括主從站的選擇與硬件組態(tài)、被控對象的選擇與參數(shù)設(shè)計和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計三部分