| 【中文题名】 | 网络控制系统时延分析与仿真研究 |
| 【英文题名】 | Analysis of Delay Time and Simulation Research in NCS |
| 【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】 | 2007-8-7 |
| 【中关键词】 | 网络控制系统,时延,观测器,灰色预测,工业以太网, |
| 【英关键词】 | NCS,Delay time,Obsever,Gray prediction,Industry Ethernet, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
本文在广泛研究国内外网络控制系统发展与研究现状的基础上，总结了网络控制系统存在的问题、以往研究成果及采用的研究方法，在此基础上主要研究了网络控制系统存在的时延问题及其危害，针对以往研究中的不足，提出了一种新的时延补偿策略。
首先概述了网络控制系统的研究背景及其重要意义，主要针对网络控制系统中的时延问题，分析了时延问题对于研究网络控制系统的关键意义，总结了以往在时延问题研究上所取得的成果及所采用的主要方法；然后从稳定性的角度，研究了网络控制系统的建模问题，并分别就连续系统和离散系统进行了分析，为下一步研究打下了基础。
对于时延小于一个采样周期的网络控制系统，首先采用建立观测器的方法对传感器到控制器的时延进行补偿，并针对各种情况进行了实验研究，结果证明了补偿策略的有效性；对于控制器到执行器的时延由于在控制器处无法直接得到，因此不能直接用观测器的方法来进行时延补偿，因此引入了灰色预测策略，对随机时延先进行预测，得到估计值，然后再用观测器的方法来补偿，从而解决了控制器到执行器的随机时延无法补偿的问题。
最后，针对现在已经成为网络控制研究热点的工业以太网，进行了分析和研究，指出了工业以... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-9 |
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第一章 绪论 |
9-21 |
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1.1 网络控制系统问题的研究背景 |
9 |
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1.2 网络控制系统的发展和特点 |
9-10 |
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1.3 网络控制系统的典型结构 |
10 |
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1.4 网络控制系统中的基本问题 |
10-13 |
|
1.5 网络控制系统的研究现状 |
13-19 |
|
1.5.1 建模及稳定性问题 |
13-14 |
|
1.5.2 时延研究 |
14-16 |
|
1.5.3 网络控制系统时延分析具体方法分析 |
16-19 |
|
1.6 论文的主要工作 |
19-21 |
|
1.6.1 课题研究背景 |
19-20 |
|
1.6.2 课题主要研究内容 |
20-21 |
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第二章 网络控制系统的时延分析及建模 |
21-34 |
|
2.1 NCS中的时延组成分析 |
21-22 |
|
2.2 网络控制系统的时延和拥塞问题 |
22 |
|
2.3 时间延迟对网络控制系统的影响 |
22-24 |
|
2.4 存在网络时延的闭环系统模型 |
24-27 |
|
2.5 连续系统状态反馈稳定性分析 |
27-29 |
|
2.6 离散时间域系统分析 |
29-33 |
|
2.6.1 全状态反馈系统分析 |
30-31 |
|
2.6.2 输出反馈系统分析 |
31 |
|
2.6.3 离散系统全状态反馈分析示例 |
31-33 |
|
2.7 小结 |
33-34 |
|
第三章 网络控制系统设计 |
34-45 |
|
3.1 网络控制系统的结构 |
34-36 |
|
3.2 带有时间延迟的网络控制系统模型 |
36-38 |
|
3.3 网络控制系统状态观测器的设计 |
38-40 |
|
3.4 系统仿真研究 |
40-44 |
|
3.5 小结 |
44-45 |
|
第四章 基于灰色的网络控制器设计 |
45-62 |
|
4.1 采样速率对网络控制系统稳定性的影响 |
45-49 |
|
4.2 灰色灾变预测 |
49-54 |
|
4.2.1 灰色预测 |
49-50 |
|
4.2.2 灰色灾变预测 |
50-54 |
|
4.3 基于灰色灾变预测的网络控制系统时延预估与补偿 |
54-56 |
|
4.4 系统仿真 |
56-61 |
|
4.4.1 时延补偿仿真 |
56-57 |
|
4.4.2 灰色细化仿真 |
57-61 |
|
4.5 小结 |
61-62 |
|
第五章 工业以太网研究 |
62-68 |
|
5.1 引言 |
62-63 |
|
5.2 现场总线与工业以太网的比较 |
63-64 |
|
5.3 以太网实时性研究 |
64-65 |
|
5.4 截尾泊松分布 |
65-66 |
|
5.5 时延分析 |
66-67 |
|
5.6 小结 |
67-68 |
|
第六章 总结与展望 |
68-69 |
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6.1 论文总结 |
68 |
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6.2 课题展望 |
68-69 |
|
参考文献 |
69-74 |
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攻读硕士期间参加的项目及发表的论文 |
74-75 |
|
致谢 |
75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384366 |
