基于CAN總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)以通信網(wǎng)絡作為傳感器、控制器和執(zhí)行器之間的通信媒質，是網(wǎng)絡通信和自動控制相結合的產(chǎn)物，近年來網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究已成為控制界的熱點。本文主要對基于CAN總線網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)進行研究，側重于CAN總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)實驗平臺的構建，并在分析CAN總線網(wǎng)絡時延的基礎上進行控制器的性能指標的設計。 本文首先對通信網(wǎng)絡CAN總線進行了詳細的論述，在此基礎上構建了一個實際的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，整個網(wǎng)絡包括三個節(jié)點，即傳感器節(jié)點、控制器節(jié)點和

2、執(zhí)行器節(jié)點。傳感器節(jié)點主要負責模擬信號的采集，并對采集的模擬信號進行處理，然后通過CAN總線網(wǎng)絡傳送給控制器節(jié)點；控制器節(jié)點主要負責整個網(wǎng)絡的控制，將傳感器節(jié)點傳來的實際信號與預先設定信號比較，然后通過優(yōu)化，輸出一個合適的信號給執(zhí)行器節(jié)點；執(zhí)行器節(jié)點主要負責接收來自控制器節(jié)點的控制信號，并將它輸出給受控對象。文中詳細闡述了控制系統(tǒng)中三個節(jié)點的設計與實現(xiàn)，包括硬件設計和軟件設計兩部分。 其次，本文對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的CAN總線通信網(wǎng)絡

3、性能進行了分析，重點論述了CAN總線通信中存在的網(wǎng)絡時延問題。網(wǎng)絡時延主要包括兩部分，分別是從傳感器到控制器之間的網(wǎng)絡時延和從控制器到執(zhí)行器之間的網(wǎng)絡時延。在對兩部分網(wǎng)絡時延分析的基礎上提出了捕獲網(wǎng)絡時延的方法。同時在理論上提出了基于遺傳算法的控制器參數(shù)優(yōu)化方法，并對受控模型進行控制仿真，仿真結果驗證了控制器設計方法的有效性。 論文通過實際調試和建模仿真，形成了一個完整的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。對于CAN總線的應用推廣具有重要的價值，同時