基于NetCon的倒立擺系統(tǒng)的網(wǎng)絡控制.pdf

1、隨著控制科學和計算機網(wǎng)絡的日益發(fā)展,各種基于網(wǎng)絡的控制研究越來越受到人們的關(guān)注。與傳統(tǒng)的點對點式的控制系統(tǒng)比較,NCS(Networked Control System)具有連線少、易于系統(tǒng)擴展和維護、靈活性高等優(yōu)點；總而言之,NCS使某個區(qū)域內(nèi)不同地點的用戶實現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)操作。結(jié)合網(wǎng)絡控制技術(shù)的發(fā)展,倒立擺是理想的基于網(wǎng)絡的控制教學實驗設備。然而由于網(wǎng)絡通信帶寬的存在,數(shù)據(jù)傳輸不可避免的存在延時、丟包和多包傳輸?shù)葐栴},導致控制性能

2、下降甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定,所以針對基于網(wǎng)絡的控制系統(tǒng),必須采取有效的控制策略。
　　 本文主要針對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的時延補償控制器的設計進行了研究,并進行了實時仿真和在線實驗。首先回顧了從最初的計算機控制系統(tǒng)的引進到目前網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的發(fā)展過程,同時對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中基本概念以及國內(nèi)外基于網(wǎng)絡控制的倒立擺系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進行了綜述。然后分析了產(chǎn)生網(wǎng)絡時延的原因和類型；接著利用Matlab／TrueTime工具箱以一個典型的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)為例進

3、行對比研究,分析了在不同的控制網(wǎng)絡模型下的傳輸特性以及在同一種控制網(wǎng)絡模型下的不同時延的輸出響應特性；仿真結(jié)果表明了時延會大大降低控制系統(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)絡控制平臺。通過系統(tǒng)辨識方法得到倒立擺模型,通過NetCon控制器實現(xiàn)本地離線仿真控制；進而建立基于倒立擺實物的本地實時控制系統(tǒng)；并以此為基礎,利用兩臺NetCon網(wǎng)絡控制器建立了一個實際網(wǎng)絡控制系統(tǒng),由于NetCon系統(tǒng)