網絡控制系統(tǒng)時延分析與補償.pdf

1、網絡控制系統(tǒng)是現(xiàn)代控制系統(tǒng)發(fā)展的最新階段，是當今控制理論界研究的熱點，研究它具有重要的意義。本文在引出了網絡控制系統(tǒng)概念的基礎上，簡要回顧了網絡控制系統(tǒng)的發(fā)展和網絡控制系統(tǒng)的一般性能特征，隨后介紹了網絡控制系統(tǒng)的基本問題以及現(xiàn)有的時延補償方法。在介紹了以上概念的基礎上分析了網絡時延產生與分類，著重論述了網絡時延的組成和數(shù)據(jù)傳輸技術。在闡明了網絡控制系統(tǒng)穩(wěn)定性與網絡時延和采樣率的關系后，仿真了時延對網絡控制系統(tǒng)的影響，仿真結果表明時延對網

2、絡控制系統(tǒng)階躍響應的性能指標有很大影響，嚴重時甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。 由于時延對網絡控制系統(tǒng)的性能指標影響嚴重，時延補償就是解決方法之一。本文在介紹了大林和史密斯兩種時延補償算法后，設計了基于網絡控制系統(tǒng)史密斯時延預估器并仿真了時延補償?shù)男Ч?。仿真結果表明史密斯時延預估器對網絡控制系統(tǒng)有著良好的補償效果。然后，詳細研究了一種新的時延補償方法，這種算法通過插入中間件的方法使得現(xiàn)有非基于網絡時延設計的控制器能夠在補償網絡時延的同時進行

3、控制。它是基于增益調度表算法通過引入的中間件來修改現(xiàn)有的控制器輸出，以達到補償時延和其它性能要求，由于是在現(xiàn)有的控制器輸出端進行修改，使得現(xiàn)有的控制器仍然能夠使用，所以這種方法能節(jié)省很多時間和投資費用。通過對比例積分控制器控制的直流電機進行仿真，結果表明在存在網絡延時的情況下，這種時延補償方法能夠有效的改善網絡控制系統(tǒng)的性能。 本文最后對一個自動化立體倉庫進行了硬件、軟件和功能的總體設計，在設備層采用了當前流行的工業(yè)以太網，并且