具有隨機(jī)時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，為滿足大量設(shè)備通訊、海量數(shù)據(jù)傳輸以及遠(yuǎn)程控制的需要，網(wǎng)絡(luò)控制開始出現(xiàn)并發(fā)展成為現(xiàn)今控制系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)問題之一。網(wǎng)絡(luò)的引入可以很好的解決傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制所不能解決的諸多問題。
　　在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，設(shè)備間的通訊都通過相同的物理介質(zhì)，必然會(huì)帶來傳輸過程中信息的碰撞以及網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等問題。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延過大的情況下，甚至?xí)鹣到y(tǒng)不穩(wěn)定，因此對(duì)其研究具有重大的實(shí)際意義。
　　本文首先分析了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式對(duì)網(wǎng)

2、絡(luò)性能的影響；在分析PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與通訊模式的基礎(chǔ)上，建立了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間分析模型，給出了數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的最小與最大時(shí)延表達(dá)式；對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中PLC的循環(huán)處理過程進(jìn)行分析，得出了系統(tǒng)的最短與最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間。
　　其次，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特殊性，采用MATLAB/TrueTime仿真工具箱模擬系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)模塊與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并搭建了網(wǎng)絡(luò)仿真模型。在控制器設(shè)計(jì)方面，建立了基于時(shí)間戳的Smith預(yù)估補(bǔ)償器，通過仿真驗(yàn)證了其有效性，但由

3、于補(bǔ)償器的性能過分依賴于系統(tǒng)辨識(shí)模型的精確性，在辨識(shí)模型不準(zhǔn)確的情況下，補(bǔ)償器的控制效果將受影響。為提高其魯棒性，提出了基于模糊控制的辨識(shí)模型開環(huán)增益自整定控制方法，對(duì)辨識(shí)模型起到了很好的矯正作用，從而提高了Smith預(yù)估補(bǔ)償器的精度，通過仿真驗(yàn)證了改進(jìn)Smith補(bǔ)償器的良好性能。
　　再次，基于現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，搭建了系統(tǒng)實(shí)物平臺(tái)。設(shè)計(jì)過程包括主從站的選擇與硬件組態(tài)、被控對(duì)象的選擇與參數(shù)設(shè)計(jì)和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)三部分