網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的時延分析與控制.pdf

1、隨著網(wǎng)絡通信技術和自動化控制技術的發(fā)展，基于網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)開始廣泛應用于工業(yè)控制領域，工業(yè)控制系統(tǒng)中各控制單元間的通信從點對點的傳輸方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛诰W(wǎng)絡的傳輸方式。這種網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（NCS）簡化了控制器、傳感器和執(zhí)行器的連接，改進了系統(tǒng)的可靠性，減少了控制系統(tǒng)結構的復雜性，但也給控制系統(tǒng)帶來了不同形式的有可能對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生負面影響的時間延遲。分析網(wǎng)絡時延對控制系統(tǒng)性能的影響并盡可能的減小網(wǎng)絡時延，已經(jīng)成為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)所面臨的新

2、課題。本論文著重研究了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中時延對控制系統(tǒng)的影響及其對策。
　　本文首先介紹了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的基本概念，對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的基本問題和時延特性進行了分析，闡述了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中時延的組成、產(chǎn)生的原因及過程。接著，分別針對具有的兩種不同類型的時延（短時延和長時延）的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行了建模。特別地，將時變時延和隨機時延都納入系統(tǒng)的不確定部分，于是可將網(wǎng)絡控制系統(tǒng)建模為離散不確定系統(tǒng)。
　　PID控制器在各工業(yè)控制中顯示出很多優(yōu)勢

3、，但最大的不足就是無自適應能力。本論文在PID控制的基礎上引入了模糊控制，根據(jù)系統(tǒng)誤差運用模糊控制器對PID的控制參數(shù)進行在線調(diào)整，從而改善了控制系統(tǒng)對參數(shù)變化的適應性，實現(xiàn)了對時延的有效補償。
　　最后，采用TrueTime仿真軟件建立了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的仿真平臺，對所設計的控制器進行驗證。仿真實例表明在模擬的網(wǎng)絡環(huán)境下控制器對時延進行了有效補償，達到設計的目的。同時，文中還還分析了數(shù)據(jù)丟包率和網(wǎng)絡速率對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能的影響，說明