網(wǎng)絡(luò)控制實驗系統(tǒng)開發(fā)與實驗設(shè)計.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是指傳感器、控制器和執(zhí)行器機構(gòu)通過通信網(wǎng)絡(luò)形成閉環(huán)的控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)綜合了計算機通信，計算機網(wǎng)絡(luò)和自動控制等多方面技術(shù)，具有很多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域、家庭自動化和樓宇自動化等方面。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢，包括資源共享、遠程操作和智能控制，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性等。另一方面，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)也帶來了許多新的問題，比如如何將被控對象連接到網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸時延、數(shù)據(jù)包丟失等。
　　本文以直流電機為

2、控制對象，基于TCP/IP協(xié)議設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)控制實驗系統(tǒng)，將傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的控制器和被控對象接入互聯(lián)網(wǎng)，設(shè)置一臺中央服務(wù)器負責資源的分配和數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。系統(tǒng)可以掛載多臺直流電機，用戶登錄系統(tǒng)與服務(wù)器成功建立連接后即可實現(xiàn)對電機的遠程控制。電機的運行參數(shù)和現(xiàn)場攝像頭捕獲的圖像數(shù)據(jù)實時顯示在用戶操作界面上，實驗數(shù)據(jù)可以記錄保存，方便進行二次處理和數(shù)據(jù)再現(xiàn)。用戶還可以基于VC或Matlab平臺自行設(shè)計控制算法，系統(tǒng)提供了加載這些控制算法DLL文件

3、的接口，給研究和設(shè)計網(wǎng)絡(luò)控制算法提供了真實的實驗環(huán)境。
　　論文首先介紹了網(wǎng)絡(luò)控制實驗系統(tǒng)整體架構(gòu)、上位機服務(wù)器程序設(shè)計和客戶端控制器程序設(shè)計。然后重點介紹了由DM642主控制板、STM32電機驅(qū)動板和直流電機構(gòu)成的被控對象子系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。最后基于網(wǎng)絡(luò)控制實驗系統(tǒng)設(shè)計了兩個基礎(chǔ)性實驗:系統(tǒng)模型辨識和常規(guī)PID控制實驗，在此基礎(chǔ)上改進PID控制算法，采用積分分離式PID和模糊自整定PID控制分別進行了擴展性實驗，通過實驗最終