網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采樣策略研究及實驗平臺設計.pdf

1、隨著工業(yè)過程控制系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，單臺控制器難以勝任大型生產過程的控制和管理，往往需要多臺控制器協(xié)同工作，每個控制器完成不同的控制功能。為了增強控制系統(tǒng)的安全性，控制器在地理上分散布置，各個控制器之間通過網(wǎng)絡通信技術完成信息交換和傳輸。因此，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)應用越來越廣泛，對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究也越來越多。
　　網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究方向多種多樣，主要有采樣周期，數(shù)據(jù)丟包，網(wǎng)絡誘導延時，網(wǎng)絡調度等。與網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的時延、丟包問題的研究成果

2、相比，對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采樣策略的研究相對較少。眾所周知，在網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，網(wǎng)絡的資源是非常有限的，研究網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的采樣周期也有巨大現(xiàn)實意義。因此，本文從網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采樣的角度，研究網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件和動態(tài)性能。
　　首先，在給定系統(tǒng)模型的條件下，本文求取了控制系統(tǒng)穩(wěn)定的采樣周期的范圍;然后，在穩(wěn)定的范圍內，以李雅普諾夫方法為理論基礎，求得了標準采樣（即文中的單采樣）的最優(yōu)值。結果表明，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的動態(tài)特性并不是單調地

3、隨采樣周期的增大而變差，實際是存在一個最優(yōu)的采樣周期，不僅能夠使系統(tǒng)得到更好的動態(tài)特性，而且可以相應的節(jié)省系統(tǒng)的資源。接著，本文提出了超采樣的概念，并通過理論推導，求解出了比單采樣最優(yōu)采樣周期使系統(tǒng)動態(tài)性能更好的超采樣周期。
　　最后，為了驗證前面理論的正確性，本文搭建了一個以數(shù)據(jù)采集卡為核心的實驗平臺。該實驗平臺由四部分組成，即一個直流有刷電動機，一個驅動電路，一個測速發(fā)電機，一個數(shù)據(jù)采集卡和一臺筆記本電腦。在這部分中，首先求解