网络控制系统的时延分析及数据传输技术研究

二十一世纪,是网络信息发达的时代,电脑的普及大大的提高了人们生活、生产的效率,人们在信息时代的高速发展中,对网络控制系统及数据传输技术都在不停的改进和研究,在这个电脑、通信技术和控制技术融合的新领域里,在网络控制系统中,由网络产生的信息传输时延对系统的控制性能有重大影响。未来了解时延的变化规律,尽可能减小时延对控制系统性能的影响,对不同协议下的传输时延进行了测试和分析,找出了影响时延大小的因素,并为网络控制系统传输协议的选择提供了参考研究的意见。     

RBF预测控制在时延导弹总线控制中的应用

总线网络控制系统取代点对点控制系统,提高了导弹武器系统整体性能,但由于信息传输分时复用总线,系统延迟很难避免。为此,在对系统延时分析的基础上,设计基于预测偏差的RBF网络预测控制的时延补偿策略,实现对控制系统网络时延的实时补偿,与PID控制方法的比较。通过引入网络平台TrueTime工具箱,验证所设计方法的有效性。     

提高EPA系统网络时延性能的方法

为了提高EPA(Ethernet for plant automation)系统的网络诱导时延性能,研究了系统中功能执行和网络通信的内在运行机理和相互作用机制,提出了它们的协同方法。该方法通过给执行控制功能的用户层功能块和执行通信功能的链路层分组传输设定相互协同的时间片,以及对功能块执行时间和次数的确定,实现了EPA系统中控制与通信的协同。当设备巡回扫描周期较小或需要通信的功能块较多时,能够有效降低EPA系统的网络负载,提高网络诱导时延性能。     

基于网络控制系统的建模方法综述

随着计算机及网络技术的发展,控制系统中的各部件(传感器,控制器,执行器等)通过通信网络互连已然成为控制系统的发展趋势,但是通信网络为控制系统提供强大优越性的同时必然也带来了信息传输的不确定性,给控制系统的分析和设计增加了难度。因此基于在通信网络中不确定时延和丢包问题,文章探讨了其建模方法,为进一步的系统分析和设计奠定了基础。     

考虑排队时延的系统保护通信网络路由选择算法

目前满足系统保护通信网络的路由算法是在综合时延和可靠性的要求下,计算一条快速且可靠传输的路径,而没有考虑到当电网发生故障或网络中通信量过大时,通信网络中许多节点的排队时延会极大地增加,忽略排队时延对路径传输总时延的影响会导致路径的错误选择,从而影响系统保护的实时性。针对此问题,提出了一种考虑排队时延的路由选择算法,用于计算信息传输总时延最小的最优路径,以提高系统保护通信的实时性。实验结果表明,通过本文提出的路由选择算法计算得到的路径在满足系统保护可靠性要求的基础上信息传输总时延最小。     

宽带CDMA雷达数据传输系统时延分析

结合雷达通信需求和宽带CDMA数据传输技术,设计了雷达数据传输系统网络结构。基于雷达信息实时传输的要求,重点对系统的连接时延、传输时延和扰动时延进行了分析,建立了数传系统时延数学模型,并在OPNET平台上通过模拟网进行了仿真。     

改进Smith预估时延补偿的模糊网络控制系统研究

在网络控制系统中,针对通过网络进行数据传输时产生网络诱导时延使得系统性能恶化的问题,提出一种改进Smith预估器的模糊控制方法。在控制器端引入改进的Smith预估控制器,解决被控对象模型不匹配的问题,同时,增大系统的截止频率,得到较快的系统响应。在控制器设计中采用模糊控制算法将控制器设计为模糊控制器,模糊控制器是一种无需被控对象精确数学模型且采用模糊集合论的语言控制器,能够取得较好的控制效果,具有较强的鲁棒性。最后通过仿真,验证了该方法的有效性。     

网络控制系统的时延仿真分析

介绍网络控制系统和基于Matlab／Simulink的仿真工具箱TrueTime,然后分析时延产生的原因、类型以及对系统稳定性的影响,最后以一个采用PD算法控制的单回路直流电机的仿真模型进行仿真。考虑干扰影响系统,仿真结果可以看出,传输时延和干扰同时存在网络控制系统中,使得系统性能变得更差,这表明干扰会产生一定的时延并且时延会降低系统的性能,使系统的稳定范围变小,甚至使系统不稳定。创新点：研究时延和干扰对系统控制性能的影响,并给出仿真曲线和仿真结论。     

异构网络链路传输控制系统设计

针对传统传输控制系统存在网络吞吐量低、往返时延高等问题,提出并设计了基于数据快速活肤的异构网络链路传输控制系统。根据异构网络特点设计模块总体框图,并对初始化模块、任务调度模块、数据传输模块、图像传输模块展开分析。在传统拥塞避免算法基础上,对快速恢复算法进行优化,由此完成传输控制系统的设计。实验结果证明,该系统设计可大大提高网络平均吞吐量,降低往返时延值,改善了网络传输控制性能。     

基于成簇传输的M2M网络资源分配策略

针对机器通信网络中节点规模增加将带来信令拥塞及调度复杂等问题,提出了适用于大规模机器通信网络的成簇传输策略,并基于联盟形成博弈,提出与成簇传输相适应的可以分布式实现的联合网络结构形成及资源分配策略,以同时兼顾机器网络中的通信性能及调度性能。通过Matlab工具对其性能进行仿真验证,结果表明相比于独立传输策略,该策略可实现节点时延性能及网络调度性能的灵活折中。     

隧道窑模糊控制系统的研制

介绍了一种陶瓷工业隧道窑模糊控制系统的设计方法，包括用解析式表达的模糊控制规则、系统硬件总体配置及软件的主要功能。该系统分析两级：第一级以ＰＣ机为上位机，实现对生产过程的监督和管理；第二级以ＳＴＤ总线的工控机为下位机，以多功能通用智能模糊控制器为冗余机，实现对过程的实时控制，用电炉模拟陶瓷窑的实验表明，该系统的设计基本满足了控制和调节的要求，实现了实时控制的目的。     

CAN总线在电机控制节点的应用

为解决电机控制节点与上位机通信的实时性和可靠性等问题,现以单片机为核心的电机控制节点为例,采用CAN总线技术来实现远程测量电机转速、远程控制,搭配LCD模块,实现了远距离和强干扰环境下电机的可视化控制的系统。采用CAN总线技术有效地降低了通信成本,同时提高了系统的实时性、可靠性和灵活性。     

车内空气质量自动调节控制系统的研制

介绍了一种客车空调控制系统，他采用了模糊控制技术，运用两输入单输出的模糊控制模型进行了具体的模糊控制器的设计，给出了以AT89C51单片机为核心实现的模糊控制器的最小硬件电路系统以及软件实现。     

CAN总线在测控系统中的应用研究

在测控系统中应用CAN总线,充分利用CAN总线的优点,使系统庞大,应用环境复杂的测控系统中分系统之间的信息交换可靠地进行,提高整个测控系统可靠性。提出了3种CAN总线节点实现方法,在比较各种实现方法的基础上,选择了DSP芯片的方法。在某雷达设备改造中,分系统之间的通信采用CAN总线,CAN总线的灵活性、高稳定性、强的抗干扰能力都得到了充分的体现。     

一种基于RS 485总线的工控系统的设计与实现

设计了一种基于RS 485总线的多点控制系统,充分考虑了构建RS 485总线控制系统时硬件及软件设计中的多种问题;给出了系统硬件原理图及通信协议;讨论了基于RS 485总线工控系统的一些常见问题及解决方法。该多点控制系统经实际应用证明通信可靠,整体性能符合工业现场要求。     

基于模糊神经网络的SZ绞合成缆机现场总线控制系统

在对SZ绞合成缆机设备组成简介的基础上,设计了基于模糊神经网络的SZ绞合成缆机现场总线控制系统.该控制系统采用三层网络结构即管理层、控制层和设备层来完成对SZ绞合成缆机的控制.对光纤放线装置的控制采用模糊神经网络控制算法,较好地适应了负荷和外部扰动的变化,获得了满意的控制质量.系统采用WinCC工控软件实现复杂友好的图形界面,用Matlab完成模糊神经网络控制算法的计算任务.该系统已运行一年多,效益良好.     

智能测控系统中的RS485总线和CAN总线

20世纪80年代德国Bosch公司成功开发出控制器局域网(CAN)总线,为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持,其成功应用于工业机动控制、铁路引擎控制单元、船用电子设备、医用设备、复杂传感器等诸多领域.而基于RS485总线的网络分布式测控系统,由于具有结构简单、抗干扰能力强、传输距离远、成本低等优点,因此被广泛应用于工业现场.文中简要介绍了RS485和CAN总线特点,给出了CAN总线应用于测控网络的构建方法,同时针对RS485总线网络中的通讯冲突问题,寻求了一种有效的解决办法.     

气动发动机的电控系统设计

文章介绍了基于ATmega16的气动发动机电控系统设计,经试验证明该电控系统可以实现对气动发动机的有效控制.文章设计了信号采集处理模块、电磁阀驱动模块和CAN通讯模块等的硬件电路,采用模块化方式的控制软件设计,并建立了基于CAN总线的网络通信平台以便系统扩展,还提出了完善电控系统的建议.     

网络技术在汽车电控系统中的应用

介绍了汽车电子控制技术的发展和现状以及网络技术，如总线技术、短距离无线通信技术在目前汽车电子控制系统中的应用和发展方向，并对目前应用比较广泛的几种协议进行了比较，提出了汽车电控系统网络化的优点。     

分布式实时通信网络在火控系统中的应用

通过对现代雷达火控系统通信基本特点的分析，提出一种适合于现代雷达火控系统的通信方式——基于ARCNET的多总线拓扑强容错令牌总线网，并对实时系统与实时通信的特征作了深入的分析。