基于TrueTime的无线网络控制系统仿真设计

无线网络控制系统(Wireless Networked Control System,WiNCS)是基于无线网络的分布式控制系统,融合了控制技术、计算机技术、网络技术与通信技术,具有无需布线、节省构建费用、组网和维护方便、易于扩展以及良好的可移动性等优点。目前,无线网络控制系统的分析和设计已经成为控制界的热点研究之一。针对无线网络控制系统的仿真技术进行了研究,基于网络控制仿真软件TrueTime以及Matlab/Simulink环境,设计了一个WiNCS仿真系统模型,提出了在无线网络控制系统中Fuzzy-PD控制算法的设计,并对PD控制、模糊控制和Fuzzy-PD控制三种控制器的控制性能进行了比较。     

工业控制系统无线网络安全体系的研究

随着我国工业化和信息化的深度融合以及物联网的快速发展,工业控制系统的信息安全已经上升到国家的战略安全。特别是在恶劣的工业现场环境应用的工业无线网络,更容易遇到各种各样的风险和安全威胁,这使得安全性成为无线网络正常通信的关键问题。文中介绍了工业控制系统无线网络技术,分析了工业控制系统无线网络面临的安全威胁,研究了ISA100.11a网络、无线HART网络和WIA-PA网络的安全架构,同时,对这三种安全体系进行了比较和分析。     

无线网络控制系统中随机时延的DMC补偿策略

针对无线网络控制系统(WINCS)中的随机传输时延问题,研究了一种基于改进的动态矩阵控制(DMC)的网络时延补偿策略。通过在传统 DMC 的性能指标中引入参考输出与预测输出的误差变化率,滚动优化出最优控制增量序列以及未来时刻的预测输出,并从中选择适当的控制增量信号传送给执行器来补偿无线网络传输过程中随机时延的影响。最后,利用 Matlab/Simulink 仿真环境和 TureTime工具箱,以直流电机为对象建立 WINCS的仿真模型,实验结果证明了该算法处理 WINCS随机时延问题的可行性和有效性。     

OPNET天线建模及无线管道阶段仿真研究

近年来,利用商用大型网络仿真软件OPNET对无线网络进行仿真验证逐渐成为研究热点,很多资料对OPNET无线网络建模的基本方法进行了讨论,但甚少提及其中的仿真原理和细节。针对这些问题,对OPNET无线网络建模进行了精细的分析和研究,给出了定向天线的建模方法,以及在多个数据包同时到达收信机发生碰撞时管道阶段的处理方法,可以为OPNET无线网络仿真开发人员提供参考,尤其是对定向天线组网以及数据包冲突分析、丢包率计算等方面的研究提供开发依据。     

基于NS2的无线网络仿真研究

基于先进设计思想的NS2,是一个免费的、开源的多协议网络仿真软件,在网络仿真领域中占有十分重要的地位。论文运用NS2对无线网络仿真研究进行了探讨和说明,从NS2的原理入手,深入研究了由两个移动节点组成的无线网络,实现了基于NS2的无线网络仿真,最后对其仿真结果进行了分析和讨论。     

多层建筑室内无线网络的协作安全研究

多层建筑室内无线网络安全问题的特殊性,主要由其具有随机性、动态性和复杂性的空间拓扑结构所引起的。针对多层室内无线网络节点分布随机、空间结构复杂、损耗类型多样等特点,该文结合物理层安全与随机几何理论,对多层室内无线网络中的多节点协作安全传输展开研究。首先,基于多层泊松点过程对K层室内无线网络进行建模;在此基础上,将协作传输引入多层室内无线网络,并提出该网络的安全概率分析框架;随后,结合理论推导及仿真,分析了楼层总数、安全速率门限、用户所处楼层和各层发射功率配置等因素对多层室内无线网络安全性能的影响。最后,通过仿真验证了协作传输能够有效提高室内无线网络的安全性能。     

基于Zigbee技术的无线网络系统的建模与控制

无线网络系统中包含了计算机技术、通讯技术、控制技术于一体,与传统的"点对点"直接连接的网络控制系统相比,无线网络控制系统具备了操作便利、成本低、易维护的特点。无线网络系统在具体的应用中也会面临着网络时延、数据包丢失的问题。因此,需要采取相应的技术对无线网络系统进行重新构建。     

基于物理层安全的最优化跨层调度方案

无线网络的调度方案要求以链路质量、传输率和时延等网络参数作为主要参考依据,控制和管理网络中节点的传输行为。现有的无线网络调度方案中都没有把网络安全纳入考虑,但是通常情况下,网络安全正是影响网络性能的重要因素。文中设计了一个新的无线网络调度方案,该方案可以在物理层实现通信的完美保密。通过把这个调度方案和IEEE802.11的Mac协议中已有的分布式协调功能(DCF)相结合,从而可以实现一个保证了物理层安全的新Mac协议——SecDCF。文中采用Matlab对该协议进行仿真,仿真结果显示在实现物理层安全的前提下,SecDCF相比传统的DCF可以显著提升性能。     

基于业务类型的异构无线网络选择算法

下一代异构无线网络环境下,用户的业务需求将更加多样化。根据3GPP对无线网络业务类型的划分,提出了一种基于业务类型的异构无线网络选择算法。该算法在无线多模终端中引入业务分析模块,考虑网络数据速率、时延、可靠性、安全性、价格等多种因素对不同业务的影响,采用模糊层次分析法,综合评价选出最佳网络接入。仿真结果证明,该算法能够根据业务类型有效地选择最佳网络,充分发挥异构网络的优势,有利于网络资源的优化调控。     

基于专家控制的无线网络拥塞控制机制的研究

由于无线网络中存在高误码、信号衰落、切换等原因，使得传统TCP的应用受到了挑战。本文提出了将专家控制用于无线网络的拥塞控制方案，它通过推理判断，确定当前的TCP连接状况，进而区分网络拥塞和无线链路差错，然后再针对不同的原因，选取正确的控制策略实施拥塞控制。仿真结果表明，该方法增强了网络对拥塞以及随机差错的实时处理能力，提高了网络的吞吐量，算法本身具有较强的顽健性。     

桥梁索力测量无线组网系统

设计实现了一种基于Zig Bee无线组网的桥梁索力测量系统。该系统采用TI公司的CC2530芯片组建无线数据传输网络,采用MEMS传感器对桥梁多个拉索进行布点,用STM32芯片组成控制处理模块,实现一次性同步得到桥梁多拉索的索力数据,解决了桥梁监测数据采集麻烦问题。该系统具有节点功耗小、传输距离远、组网容易、成本低、网络容量大等优势,现场应用实验效果较好。     

基于无线Mesh网络的视频传感器节点研究与设计

视频信息传输对救灾、应急通信和特殊区域监控有着重要意义,网络的适应性和带宽问题是限制视频监控系统发展的重要因素.无线Mesh网络具有带宽高、易组网等优点,能够提供实时的视频传输服务.首先完成对基于Mesh网络的视频监控系统整体架构设计,通过实验仿真的方法对比几种常用的Mesh网络路由协议性能,根据仿真结果和应用需求,选择AODV作为路由协议方案.然后在DM365硬件平台和嵌入式Linux操作系统平台之上完成视频传感器节点设计.最后对无线Mesh网络多跳带宽性能进行测试,测试结果表明系统可以满足应用需求.     

航电综合系统中飞机显示控制系统的仿真与实现

为了实现对飞机显示控制系统的仿真,提出采用1553B总线、以太网两种接口的显示控制系统设计的方法,采用总线联网技术构建的显示控制系统,可以达到高度的资源综合和信息共享。首先,分析系统的内容和功能,从系统管理和信息交互的角度,对显示控制系统仿真进行详细介绍。然后,运用结构化、模块化、标准化的思想,建立了系统总体模型,并对其中的初始化模块、配置模块、总线通讯模块、控制模块、显示模块和数据处理模块进行了详细建模。针对总线通信中的总线负载与消息延迟时间的矛盾问题,提出了更新机制下动态完整消息分配法。最后进行了系统仿真,仿真结果表明仿真真实有效,方法可行。     

基于ZigBee网络的路灯节能监控系统

为了实现对节能路灯的监控系统的设计,采用基于ZigBee技术的组网方案,进行、茅统询儒鬲架,以及Mesh网络的研究。设计了监控系统终端节点的硬件平台以及编写了ZigBee协议栈的软件。通过实验室对路灯的模拟实验,系统实现了Mesh网络噬及AdHoe路由算法,提高了系统的稳定性,满足了节能路灯的通讯要求。     

风力发电系统变流器的直接功率控制策略

以永磁直驱型风力发电系统为研究对象,针对其变流器结构和控制策略进行了研究。通过选择最优双PWM“背靠背”变流拓扑结构,并采用直接功率控制策略进一步提高了风力发电系统的并网性能。建立了输出功率为10 kW的并网系统仿真模型,验证控制策略的正确性。结果表明,基于直接功率控制策略的“背靠背”变流拓扑具有结构合理、控制策略新颖的优点,在保证直流侧电压稳定的同时,电网电流谐波畸变率低、波形良好,能够实现单位功率因数并网,满足并网要求。     

机载训练系统的仿真与实现

为了实现对机载训练系统的仿真,采用1553B总线、以太网两种接口的设计方法,基于总线联网技术构建的机载训练系统,可以达到高度的信息综合和资源共享。首先给出系统设计思想和功能。然后运用结构化、模块化、功能化的思想,建立系统总体模型,并对其中的显示控制仿真、环境仿真、火控解算、通信管理和数据库进行详细建模,为了提升1553B总线系统性能,进行了总线系统消息传输方案优化。最后完成了系统仿真,验证了此系统的可行性和正确性。     

序列移相跳频组网分析与设计

为了提高跳频网络的通信效率,提出了利用同一跳频序列的相位 差异实现跳频组网的方案。首先,以m序列为例分析了跳频序列移相的原理和实现方法;然 后,将管理通道和数据通道相分离进行序列移相跳频组网设计和网络协议规划,给出了跳频 序列的移相值优化方案。该方案具有网络管理灵活方便、通信效率高、抗干扰能力强等特点 。仿真结果表明,序列移相跳频组网的网间干扰与异步组网相比有较大幅度改善。     

无人机辅助车联网的网络传输链路优化

无人机(UAV)通信技术的快速发展与智能车联网应用需求的极速增长促进了无人机辅助车联网系统的产生与发展。在无人机辅助车联网系统中,如何节省能量的同时最大化系统性能对于能量有限的节点十分重要。基于此,本文主要考虑无人机辅助车联网通信过程中如何选择最优的通信网络链路,从而最大化能量效率的问题。首先建立通信网络链路选择问题为混合整数规划问题,然后提出基于能量效率最大化的网络传输链路优化算法获得最优的传输链路及对应的能量分配,最后通过数值实验仿真验证了所提算法的有效性。     

基于OPNET的室外布放WLAN的仿真研究

无线网络具有使用方便、终端可移动、易于扩展等特点,随着校园内移动业务需求的增加以及无线网络的发展,在高校校园网内进行无线网络的部署必将成为一种趋势。这里首先介绍了WLAN的协议标准及组网方式,描述了高校WLAN部署中两种常见的场景,并给出了相应的AP部署方案。最后,针对室外布放建设方式的场景,使用OPNET软件进行了仿真分析,为校园网的WLAN实际部署提供了参考依据。     

基于物联网的智能节水灌溉控制网络设计

为提高灌溉用水的利用率和设备智能化程度,提出了一种基于无线传感器网络的智能节水控制系统。重点分析了应用于传感器网络中的路由协议,并实现了算法设计,将各传感器构成智能化传感器网络,同时引入太阳能供电电池,从而全面提升系统的自动化和智能化水平。采用网络仿真的方法对所提算法进行验证。仿真结果表明,该控制网络可显著改善灌溉的准确度,提高灌溉用水的利用效率。