基于通信网络机车分布式系统实时控制的分析与研究

针对基于通信网络的机车控制系统实时性要求及网络传输的可能影响,通过对列车通信网络(TCN)技术特点以及车载分布式控制应用要求的分析,总结了基于网络的实时控制的处理;在分析各个环节的延时成因及影响的基础上,重点对轨道车辆分布式控制系统实时性能进行了分析及研究,得出基于通信网络的实时控制系统必须考虑网络的影响,特别是传输延迟的影响,同时根据应用实践提出了改善基于通信网络的车载分布式控制系统实时性的原理及方法,并进行了测试及验证。     

CAN数据通信在石墨纸机控制系统中的应用

介绍了在控制系统中建立基于CAN的数据通信网络，其基本原理、系统构成及在石墨纸机传动控制系统中的应用。实践表明，在控制领域中，在传输速度较高的情况下对实时性及可靠性有较高要求时，CAN是一种灵活性强、可靠性高、实时性好的数据通信方式。     

工业控制系统应用组播技术抑制广播风暴

针对工业控制系统通信网络故障中最常见的广播风暴问题,结合其成因和危害,介绍了基于工业以太网的工业控制系统,利用组播技术抑制广播风暴的方法.阐述了采用分组通信的组播原理和方法,建立了一套实时性好、传输效率高,有效抑制广播风暴的工业系统通信网络.     

由Rabbit2000微处理器构成的网络消防报警系统

介绍以Rabbit2000微处理器为核心的新型网络消防报警控制系统的基本工作原理以及系统的软硬件设计。该控制系统是采用模块化和智能式分布技术而设计的,由于采用具有先进通信能力的微处理器控制,系统具有编程快捷、组网能力强、通信传输可靠、实时性高的特点,极有应用价值。     

光纤通信在数控网络中的应用及其实现

数控网络系统是数控系统发展的趋势,在这类系统中,结点之间通信的最大要求是高实时性、高可靠性,最大特点是通信数据量较小,且具有周期性。本论文将根据数控网络的这些特点,详细介绍如何在物理层,用VHDL语言设计一个满足这些要求的模块,通过光纤实现点对点的通信。     

由Rabbit2000微处理器构成的网络消防报警系统

介绍以Rabbit2000微处理器为核心的新型网络消防报警控制系统的基本工作原理以及系统的软硬件设计.该控制系统是采用模块化和智能式分布技术而设计的,由于采用具有先进通信能力的微处理器控制,系统具有编程快捷、组网能力强、通信传输可靠、实时性高的特点,极有应用价值.     

传输时延和时钟同步对以太网控制系统的影响

在分析报文传输时延和时钟同步精度对EPA网络(工业以太网)控制系统的实时性和稳定性的影响的基础上, 提出了新的基于马尔科夫链的时延模型. 给出了在系统稳定的情况下, 通信宏周期、协议传输时延和时钟同步精度应满足的条件. 建立了无丢包情况下的EPA网络控制系统模型. 提出了EPA控制系统稳定时, 可以设置的最小通信宏周期的计算方法.     

EPA网络控制系统丢包分析

针对基于时钟同步技术的时分调度网络控制系统工作方式,分析了基于EPA协议的网络丢包原理.建立在不同实时性要求情况下EPA网络系统的丢包模型,并且分析了时钟偏差抖动为马尔科夫链时,通信周期、时间片长度以及时钟同步精度对系统稳定性的影响.提出了提升EPA系统实时性的方法.最后对EPA系统的稳定性进行了分析.     

主从式矿用组合开关通信系统的研究

介绍了3.3kV智能型矿用组合开关控制系统的拓扑结构和各模块工作原理;针对该控制系统对于通信可靠性和实时性的需求,提出了一种基于C8051F040单片机和RS485总线的主从式矿用组合开关通信系统设计方案,详细介绍了该通信系统的硬件设计、通信协议及上下位机之间通信的实现过程。测试结果表明,该通信系统数据传输准确可靠,实时性高。     

一种高可靠与实时性CAN总线通讯网络的设计

针对现代汽车电子系统中电子控件众多、通信复杂度增大的现状,设计了一种高可靠与实时性的汽车电子系统CAN总线通讯网络,提出采用高、低速两条总线连接不同实时性要求的电子控制装置,有效的减少了可能的总线冲突,提高了关键系统的实时性;通过网关实现两个不同速率CAN网络之间的通信;设计了中心监控节点及基于PC机的中央控制系统;网络的数据链路层及物理层遵循CAN2.0B技术规范,实验结果表明本文所设计CAN总线系统在可靠性和有效性方面均有较大提高.     

基于JitterBug的网络控制系统性能补偿

在网络控制系统中,采样周期以及时延对于系统性能有着重要的影响.提出了一个仿真软件JitterBug,它可以通过计算线性控制系统的性能代价函数来分析实时控制系统的性能,同时提出了一种增益调度的方法来改善时延对于控制系统性能的影响,仿真结果表明了该方法的有效性.     

利用多线程实现基于ARM的嵌入式网络控制系统仿真

为了研究真实网络对控制系统的影响,方便网络控制系统的研究人员进行网络控制课题的研究,有必要建立网络控制系统的仿真系统;ARM嵌入式处理器是目前被公认为业界领先的32位嵌入式RISC微处理器,在网络设备,工业控制等领域得到日益广泛的应用。本文介绍了一种基于ARM的网络控制系统仿真系统,利用该系统可以对基于TCP/IP的嵌入式网络控制系统进行仿真。该系统在S3C4530处理器上移植了uClinux操作系统,并在此基础上利用linux下的多线程技术实现被控对象的实时仿真和基于TCP/IP网络的数据传输。实验证明该仿真系统能够反映真实网络对控制系统的影响,实时性较好,可以满足大部分网络控制系统的仿真需要。     

网络控制系统的实时特性分析及数据传输技术

由于应用环境的要求,网络控制系统中传输的数据包括实时数据和非实时数据,实现高速、快响应的网络控制系统的关键是最大限度的降低实时数据的传输延迟,并保证可靠快速的非实时数据传输。文章在分析网络控制系统中数据特点的基础上,结合网络控制系统的典型通信协议模型分析了其实时特性,给出了信息延迟的组成模型,并基于数据链路层针对实时性的实现分析了几种典型的数据传输技术。     

具有通信约束和时延的NCS状态反馈镇定

基于通信序列并考虑不确定短时延的影响,对具有通信约束的网络控制系统进行建模,使其成为参数不确定的集成信息调度与控制离散切换系统。基于切换系统理论和分段Lyapunov函数方法,以矩阵不等式形式给出在一定周期性信息调度策略下,使系统渐近稳定的条件,阐述状态反馈控制器的设计方法。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于网络化控制系统的硬件实验平台构建

构建了基于网络化控制系统的硬件实验平台,使网络化控制系统的研究成果能尽快地得以推广应用。介绍了该硬件实验平台组成结构,它由主控模块、远程数据采集和通信模块、被控对象等3大部分构成。在介绍了各模块的主要功能基础上,阐述了利用Visual C++完成主控模块需要解决的关键问题和初步设计方案,并给出了利用ADCU842和CS8900 实现数据采集和远程通信的硬件结构框图和初步设计方案,基本完成了对硬件实验平台的构建工作。该实验平台提供了硬件实验环境,研究者可以轻松地编写相应算法程序。     

网络调度中的能控性与能观性研究

为了研究网络调度对能控性与能观性的影响,对输入、输出通道都存在通信约束的网络控制系统的调度进行建模;利用通信序列表示通道的调度情况,最终将模型转化为离散切换系统;在静态调度下,利用循环不变子空间理论及其相关的性质,给出了网络控制系统能控性、能观性成立的充要条件,并给出了原有控制系统与经网络静态调度后的系统之间能控性、能观性的关系;最后用仿真实例说明了所提结论的正确性。     

大型网络MIS系统中基于角色的权限管理

该文分析了大型网络ＭＩＳ系统的特征,将基于角色的访问控制模型引入系统权限管理,提出了一种符合企业管理结构的基于应用层的系统访问控制管理方式。     

一种基于NS2、Visual C++和Matlab的网络化控制仿真软件的实现

网络化控制系统NCS（Networked Control System）的仿真涉及系统控制和网络参数两个方面的仿真。本文提出一种基于NS2、VisualC＋＋、Matlab的网络化控制仿真软件的编制方法。该方法以VisualC＋＋应用程序为系统的主控,用Matlab完成复杂控制算法的计算任务,用NS2实现网络环境。三者通过DDE协议连接起来。实践证明了此方法的可行性。     

网络控制中的丢包问题分析

介绍在网络控制（NCS）中出现丢包问题时的一种解决方法,所用的控制对象为应用广泛的三箱系统。通过实验模拟网络丢包的发生．收集到大量数据对网络状态进行分析．并通过仿真得到网络对控制对象的影响。     

NCSWT: An integrated modeling and simulation tool for networked control systems

Networked Control Systems (NCS) are becoming increasingly ubiquitous in a growing number of applications, such as groups of unmanned aerial vehicles and industrial control systems. The evaluation of NCS properties such as stability and performance is very important given that these systems are typically deployed in critical settings. This paper presents the Networked Control Systems Wind Tunnel (NCSWT), an integrated modeling and simulation tool for the evaluation of Networked Control Systems (NCS). NCSWT integrates Matlab/Simulink and ns-2 for modeling and simulation of NCS using the High Level Architecture (HLA) standard. The tool is composed of two parts, the design-time models and the run-time components. The design-time models use Model Integrated Computing (MIC) to define HLA-based model constructs such as federates representing the simulators and interactions representing the communication between the simulators. MIC techniques facilitate the modeling and design of complex systems by using abstractions defined in domain-specific modeling languages (DSMLs) to describe the systems. The design-time models represent the control system dynamics and networking system behaviors in order to facilitate the run-time simulation of a NCS. The run-time components represent the main software components and interfaces for the actual realization of a NCS simulation using the HLA framework. Our implementation of the NCSWT based on HLA guarantees accurate time synchronization and data communication. Two case studies are presented to demonstrate the capabilities of the tool as well as evaluate the impact of network effects on NCS.