基于Matlab环境的网络控制系统仿真平台

网络控制系统NCS(NetworkedControlSystem)是一种分布式实时控制系统,网络控制系统的设计与研究涉及系统控制与网络调度两个方面,目前集成的控制与调度仿真工具很少。该文对网络控制系统的仿真平台进行了分析,给出了Matlab构建的网络控制系统框架,分析了网络控制系统仿真模型,介绍了一种基于Matlab的网络控制系统的理想仿真工具TrueTime。     

基于TrueTime工具箱的网络控制系统仿真研究

网络控制系统是基于网络技术的分布式控制系统，是融合了计算机技术、通信技术与控制技术的复杂系统。结合应用实例．本文介绍了具有网络控制系统仿真功能的基于Madab的TrueTime工具箱，给出了具有时延特征的网络控制系统的控制与调度仿真结果。     

基于网络的实时控制系统仿真

网络控制系统是一种分布式实时控制系统,本文对网络控制系统的仿真平台进行了分析。首先给出了一般的网络控制系统仿真模型,对模型结构进行了分析,然后介绍了理想的网络控制系统仿真工具TrueTime,实现了反馈控制与网络调度的共同设计仿真要求,最后给出了仿真实例。     

水下航行器网络控制系统仿真

传统控制系统的设计方法中忽略了通信网络中的时延和数据包丢失等问题,仅通过传统方法设计的控制器来降低其对控制系统产生的不利影响,严重影响了系统的稳定性;对于水下航行器等对系统性能要求较高的水下控制平台,突破传统使其在网络环境下能够稳定运行显得尤为重要;在此背景下,提出了网络控制系统的设计方案,以水下航行器为控制平台,进行系统建模,设计反馈控制器,使用MATLAB仿真工具TrueTime,研究分析了网络体系结构下时延和丢包对传统控制系统动静态性能的影响;仿真结果表明该设计方法优化了系统性能,为系统在发生网络诱导时延和数据包丢失时能够稳定运行,提供了可靠的参考依据;该设计结果具有普适性,也可以用于导弹、坦克等航行器。     

基于Matlab的网络控制系统仿真

网络控制系统中的延迟不仅具有随机性,而且很大程度上与控制网络所采用的MAC层通信协议是相关的,因此需要一个能反映实际网络控制系统特点的仿真平台。本文介绍了两种分别基于TrueTime和OpcToolBox工具包的仿真平台实现方法。前者TrueTime是根据网络MAC协议对通信延迟机理进行建模的仿真软件包,功能非常强大;后者是针对网络控制系统通信模型仿真困难的缺点而提出的一条新思路,该方法通过OPC技术实现了对象模型和控制器通信,可为网络控制系统的理论研究提供有效的检验平台。最后对两者进行了比较,指出两种方法的优缺点。     

基于TrueTime的网络控制系统实时仿真

网络控制系统是涉及控制系统与通信网络的复杂系统，其仿真过程需要综合考虑多方面因素。引入了网络控制系统理想的仿真平台——TrueTime工具箱，可以对网络时延、网络参数、控制方法、网络调度等多方面进行综合仿真研究，实现控制性能与网络调度同时仿真的要求．从而使得网络控制系统的研究更加容易。结合实例，利用TrueTime仿真平台实现了对网络控制系统的实时仿真．仿真结果可以看出TrueTime工具箱对网络控制系统的实时仿真的有效性。     

基于TrueTime的网络控制系统的仿真研究

介绍了一种基于Matlab/Simulink的网络控制系统的理想仿真工具——TrueTime工具箱,本工具箱能够对网络控制系统的网络延时、网络参数、系统性能、控制方法等进行综合仿真研究,本文利用TrueTime工具箱搭建网络控制系统仿真平台,结合具体的仿真实例对常用的两种控制网络——以太网和令牌网进行仿真研究。仿真结果表明TrueTime工具箱可以较好地实现网络控制系统的仿真,并验证了以太网和令牌网的特点。     

基于动态矩阵的随机时延丢包网络控制系统

针对网络控制系统(NCS)中存在的时延可能大于一个采样周期,以及网络传输存在丢包可能的情况,提出了改进的动态矩阵控制(DMC)算法,通过在线纠正系统的阶跃响应系数来处理时延造成的系统误差,并通过建立缓存器,当数据传输过程中出现丢包时利用动态矩阵算法计算控制量及未来输出预测值的冗余信息来替代丢失的实时信息,减少丢包对系统性能的影响.最后通过基于TrueTime的实时仿真系统研究,对比了不同时延及丢包率情况下改进算法与传统动态矩阵控制算法的效果,表明随着时延和丢包率的增大,改进动态矩阵算法的优势明显,从而验证了该方法的有效性.     

基于TrueTime的网络控制系统调度算法的仿真研究

介绍了一种基于Matlab／Simulink的网络控制系统的理想仿真工具——TrueTIme工具箱;介绍了网络控制系统中的RM和EDF调度算法,通过用TrueTime工具箱来搭建网络控制系统仿真平台,对这两种调度算法进行仿真研究,仿真结果验证了它们各自的特点。     

网络控制系统的时延相关状态反馈控制器设计

研究了具有时延、丢包和数据包时序错乱的网络控制系统镇定问题.为了有效提高系统的控制性能,本文根据网络控制系统的特点提出一种时延相关状态反馈控制方法,并将闭环网络控制系统建模为离散时间切换模型.在此基础上,通过构造依赖于参数的Lyapunov函数给出了闭环网络控制系统的稳定条件和镇定控制器设计方法.仿真结果和实验结果表明所提方法的有效性和可用性.     

无线网络控制系统的建模与仿真研究

针对无线网络控制系统的仿真技术进行研究,通过在Simulink环境下设计电机数学模型,采用微分先行数字PID控制器设计方法,结合TrueTime实时仿真工具箱建立无线网络环境下电机实时控制系统模型,通过仿真对路径损耗以及节点物理位置对于无线网络控制系统性能的影响进行分析。     

无线网络控制系统的Fuzzy-PD控制器设计与仿真

基于网络控制仿真软件TrueTime以及Matlab/Simulink环境构建了一个无线网络控制系统仿真模型,对系统模型和控制策略进行了仿真实验;设计了一种Fuzzy-PD控制器,提出了一种无线网络控制器参数离线优化的方法,即利用ITAE作为重要参考指标对Fuzzy-PD控制器进行离线调整,通过调整Fuzzy-PD控制器的转换参数改善控制器在不同网络带宽占用率下的控制性能。仿真结果验证了Fuzzy-PD控制算法优于传统的PD控制算法和Fuzzy控制算法。     

基于 TrueTime 的网络控制系统性能分析

介绍了T rueT im e的组成、功能,并通过仿真实例说明其在网络控制系统理论仿真研究中的应用。分析表明T rueT im e能够仿真多任务实时控制系统,可以用来方便地研究网络控制系统中调度对控制系统性能的影响。     

基于状态空间模型的无线网络控制仿真研究

针对采用状态空间模型描述的几类无线网络控制系统,介绍了基于TrueTime的无线网络控制系统仿真程序的设计与实现问题。首先介绍了TrueTime工具箱的组成,然后给出了如何利用无线仿真模块实现基于状态空间模型描述的控制系统仿真方法。分别考虑当系统具有单输入多输出、网络诱导时延、数据丢包、时滞脉冲等特性时,利用TrueTime仿真工具箱,如何建立上述系统的无线网络控制仿真模型以及如何编写相应的程序代码。根据上述不同模型的仿真可以看出,对于不同的系统,他们的初始化设置基本相同,而任务代码却有很大的差别。仿真曲线符合理论结果,说明了仿真模型和程序代码的正确性与有效性。     

时戳PI广义预测在网络控制系统中的应用

网络随机时延的存在使得控制系统的性能受到很大的负面影响,甚至引起系统的不稳定,为此提出了基于时戳的PI型广义预测控制算法.在给出了系统环路时延的获取方法的基础上,运用PI型广义预测算法求得系统的未来信息,并将此信息发送到执行器,在执行器端给出了网络补偿器的设计.之后对控制系统的稳定性进行了分析,得到了闭环网络控制系统稳定的条件.最后利用TrueTime工具箱进行仿真研究,验证了该算法的有效性.     

基于T S模糊控制器的网络控制系统仿真研究

为了研究网络控制系统不同的控制算法对系统的影响,利用Matlab中Simulink模块和TrueTime工具箱搭建网络控制系统的模型,当网络控制系统存在一定时延时,分别搭建采用PID控制器的网络控制系统的模型和采用T S模糊控制器的网络控制系统的模型,仿真分析系统的输出曲线,结果表明：采用T S模糊控制器的系统输出曲线超调量小,调节时间短,很快达到稳定,说明基于T S模糊模型的控制算法能够补偿时延,提高系统的稳定性。