| 【中文题名】 | 基于TCP/IP的网络时延补偿控制器设计及仿真 |
| 【英文题名】 | Design and Simulation of Networked Time-Delay Compensation Controller Based on TCP/IP |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 网络控制系统,网络时延,动态调整模糊控制器,TrueTime,实时仿真, |
| 【英关键词】 | networked control systems,network time delay,dynamic fuzzy controller,TrueTime,real-time simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>计算机网络>一般性问题 |
| 【论文摘要】 |
网络控制系统(Networked Control System)又称基于网络的控制系统(Network-based Control System NCS)，是一种新型的控制系统体系，是由传感器、控制器、执行器等通过实时网络构成的闭环反馈控制系统。
网络控制系统综合了计算机网络，计算机通信和自动控制等多方面技术，具有很多优点，近年来得到了广泛的研究。但是NCS将通信网络引入到闭环控制系统中，带来了时延等一系列新问题。本文主要围绕网络时延的计算与预测、网络时延的补偿、网络控制系统的仿真和实验，进行了以下几方面的研究工作：
(1)介绍了网络控制系统的产生背景、概念，着重介绍了网络控制系统存在的几个主要问题及其近年来的研究进展。概括介绍了本文的主要研究工作。
(2)针对基于TCP／IP的网络控制系统存在的时延，进行了时延测试和分析，给出了对时延进行在线计算和预测的方法；
(3)对最大网络时延超过一个采样周期的网络控制系统进行了研究，设计了动态调整模糊控制器，并使用标准的遗传算法来进行参数寻优，寻求不同网络时延下的最佳参数库，在网络时延发生变化时利用最佳参数库动态调整控制器参数... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
|
第1章 绪论 |
9-18 |
|
1.1 网络控制系统概述 |
9-10 |
|
1.2 网络控制系统基本问题 |
10-12 |
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1.2.1 网络诱导时延 |
10-11 |
|
1.2.2 网络调度 |
11 |
|
1.2.3 网络丢包 |
11-12 |
|
1.2.4 NCS数据包传送 |
12 |
|
1.3 网络控制系统研究现状 |
12-16 |
|
1.3.1 网络时延的研究 |
12-13 |
|
1.3.2 NCS控制器研究 |
13-16 |
|
1.4 本文所做的工作和内容安排 |
16-18 |
|
第2章 网络控制系统时延获取及预测 |
18-30 |
|
2.1 网络控制系统的时延 |
18-23 |
|
2.1.1 网络延迟组成 |
18-19 |
|
2.1.2 网络时延计算 |
19-20 |
|
2.1.3 网络时延测试 |
20-23 |
|
2.1.4 多采样和单采样处理 |
23 |
|
2.2 NCS模型及工作方式 |
23-26 |
|
2.2.1 一般NCS模型 |
23-24 |
|
2.2.2 NCS工作方式 |
24-26 |
|
2.3 网络时延预估方法 |
26-28 |
|
2.3.1 时延预测算法概述 |
26-27 |
|
2.3.2 加权时延预测算法 |
27-28 |
|
2.4 时延对NCS性能影响 |
28-30 |
|
第3章 基于GA优化参数的Fuzzy控制器设计 |
30-52 |
|
3.1 概述 |
30 |
|
3.2 基于GA的Fuzzy控制器设计 |
30-38 |
|
3.2.1 模糊控制器的结构 |
31-32 |
|
3.2.2 Fuzzy控制器总体原理图 |
32-33 |
|
3.2.3 动态调整fuzzy控制器设计 |
33-37 |
|
3.2.4 控制规则自学习 |
37-38 |
|
3.3 遗传算法概述 |
38-43 |
|
3.3.1 遗传算法的特点 |
38-39 |
|
3.3.2 标准遗传算法的原理 |
39-40 |
|
3.3.3 遗传算法的要点 |
40-43 |
|
3.4 基于GA的最佳参数库生成 |
43-47 |
|
3.4.1 参数的编码和解码 |
43-44 |
|
3.4.2 适应度函数的确定 |
44-45 |
|
3.4.3 GA优化实现步骤 |
45-46 |
|
3.4.4 GA优化结果 |
46-47 |
|
3.5 仿真实例 |
47-52 |
|
3.5.1 PID控制策略仿真 |
47-50 |
|
3.5.2 动态调整FUZZY控制策略仿真 |
50-52 |
|
第4章 网络控制系统仿真研究 |
52-60 |
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4.1 TrueTime工具箱介绍 |
52-54 |
|
4.2 NCS实时仿真系统介绍 |
54-55 |
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4.3 仿真实验 |
55-60 |
|
4.3.1 仿真实验组成 |
55-56 |
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4.3.2 仿真实验内容及结果 |
56-60 |
|
第5章 总结与展望 |
60-62 |
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5.1 研究工作总结 |
60-61 |
|
5.2 研究工作展望 |
61-62 |
|
参考文献 |
62-66 |
|
致谢 |
66-67 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.375906 |
