基于NetCon的倒立擺系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制.pdf

1、隨著控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展,各種基于網(wǎng)絡(luò)的控制研究越來越受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的控制系統(tǒng)比較,NCS(Networked Control System)具有連線少、易于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)；總而言之,NCS使某個(gè)區(qū)域內(nèi)不同地點(diǎn)的用戶實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)操作。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展,倒立擺是理想的基于網(wǎng)絡(luò)的控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。然而由于網(wǎng)絡(luò)通信帶寬的存在,數(shù)據(jù)傳輸不可避免的存在延時(shí)、丟包和多包傳輸?shù)葐栴},導(dǎo)致控制性能

2、下降甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定,所以針對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng),必須采取有效的控制策略。
　　 本文主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時(shí)延補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,并進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真和在線實(shí)驗(yàn)。首先回顧了從最初的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的引進(jìn)到目前網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程,同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中基本概念以及國內(nèi)外基于網(wǎng)絡(luò)控制的倒立擺系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。然后分析了產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的原因和類型；接著利用Matlab／TrueTime工具箱以一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為例進(jìn)

3、行對(duì)比研究,分析了在不同的控制網(wǎng)絡(luò)模型下的傳輸特性以及在同一種控制網(wǎng)絡(luò)模型下的不同時(shí)延的輸出響應(yīng)特性；仿真結(jié)果表明了時(shí)延會(huì)大大降低控制系統(tǒng)的性能,甚至使之不穩(wěn)定。
　　 接著搭建了基于NetCon系統(tǒng)的倒立擺網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)。通過系統(tǒng)辨識(shí)方法得到倒立擺模型,通過NetCon控制器實(shí)現(xiàn)本地離線仿真控制；進(jìn)而建立基于倒立擺實(shí)物的本地實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)；并以此為基礎(chǔ),利用兩臺(tái)NetCon網(wǎng)絡(luò)控制器建立了一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),由于NetCon系統(tǒng)