基于truetime的网络控制系统时延分析与仿真

在分析了网络控制系统结构,研究了产生传输时延的原因并分析了网络控制系统传输时延的具体组成.利用了基于MATLAB/Simulink的truetime网络控制系统仿真工具,构建了一个以直流电机为控制对象的网络控制系统时延仿真模型,讨论了在无传输时延与有传输时延下,网络时延对控制系统性能的影响.     

直流伺服电机网络控制系统时延特性的仿真研究

分析直流伺服电机网络控制系统中网络时延的分类和组成,利用基于MATLAB/Simulink的TrueTime仿真工具箱建立以直流伺服电机为被控对象的网络控制系统仿真模型,分析不同条件下网络时延对网络控制系统控制性能的影响。     

基于时延估计组合模型的NCS控制方法研究

在对网络传输时延的组成和特性进行分析的基础上,针对双边网络控制系统,提出了一种时延估计组合模型,并对该组合模型的有效性进行了评估。利用该模型进行网络时延估计,估计结果用来设计网络时延补偿控制器,以实际网络时延为实验数据进行了仿真实验,实验结果表明网络控制系统的动态性能有了明显改善,同时进一步证实了时延估计组合模型的有效性。     

网络控制系统的模型建立及稳定研究

随着互联网技术的发展,以太网逐渐被引入到工业控制领域.对于一个网络控制系统,网络带来的控制系统时滞和丢包是不可避免的,因此,在对网络控制系统的建模中,必需重点考虑时延和丢包的影响.分析了网络控制系统的时延特征,并将数据丢包的网络控制系统建模成具有事件率约束的异步动态系统.对网络控制系统模型用传统的PID算法对系统进行仿真控制,在存在系统随机时延和不存在随机时延的两种情况下,仿真分析了网络控制系统的稳定性,仿真结果进一步验证了网络控制系统保持稳定的丢包范围.     

网络控制系统消息时延的仿真研究

网络时延是网络控制系统(NCS)面临的首要问题,由于受MAC机制、网络负载、网络调度等因素影响,该时延一般是时变和不确定的.传统控制系统仿真软件难以客观反映网络时延的变化,无法用于NCS时延的仿真分析.应用TrueTime仿真工具,对NCS网络时延的主体-消息时延进行仿真研究.首先,给出了利用TrueTime进行NCS仿真的结构框图,分析了TrueTime内核模块和网络模块的功能特点;其次,针对一个具体的NCS,建立了TrueTime仿真模型;最后,通过仿真试验,研究了NCS消息时延的变化特性,所得结论可以指导NCS的分析与设计.     

基于神经元控制的网络时延补偿策略研究

针对网络控制系统（NCS）中的不确定时延问题,在分析循环服务网络和随机争用网络的时延特性的基础上,提出了一种基于神经元控制器的时延补偿策略.该策略用神经元控制代替常规PID控制,无需建立网络控制系统的精确模型,利用神经元良好的学习能力来克服网络控制系统中不确定时延的影响,并对循环服务网络和随机争用网络这两类网络进行了仿真实验研究.仿真结果表明该策略能保证网络控制系统的良好性能.     

基于CAN总线网络控制系统中的时延分析及对策

网络时延严重影响网络控制系统的实时性和稳定性.分析CAN总线网络控制系统时延的构成,针对给定的网络控制系统模型,给出系统稳定性与网络时延之间的数学关系式,并讨论了网络负载率对网络时延,系统稳定度的影响.采用基于时间触发方式的CAN总线信息调度方案,结果表明,该调度方法消除了CAN总线系统由于总线冲突而引起的时延.计算机仿真及实验表明,相比于事件触发方案,基于时间触发的CAN总线网络调度方案使系统性能得到明显改善.     

一类物联网控制系统中的时延问题研究

物联网控制系统作为一类特殊的网络控制系统,是网络控制系统的延伸与扩展。在分析系统结构、采样周期对网络负荷和控制性能影响的基础上,对物联网控制系统的时延问题进行仿真研究。针对零时延、固定时延和可变时延3种典型情况,定量地分析了随机时延对系统性能的影响。针对不同负载条件下随机时延的分布进行了仿真,并得出结论:在网络总时延中,适当减少前向通道时延所占的比重,可以大幅度改善系统性能;随机网络时延比固定网络时延对系统性能的影响更严重。     

网络控制系统时延的分析及补偿

网络控制系统是计算机、通信技术和控制技术融合发展所形成的一个新领域.网络诱导时延的分析与补偿是该研究领域的关键问题.分析了网络诱导时延,并建立了具有随机时延的网络控制系统在单包传输下的模型.然后引入全维状态观测器,在此基础上对系统的网络时延进行补偿.最后给出了不同情况下的仿真图,验证了时延的不利影响及补偿方法的有效性.     

一类非线性网络控制系统的稳定性分析

网络诱导时延是影响网络控制系统稳定性和动态性能的主要因素.针对一类仿射非线性被控对象模型,利用泰勒展开进行局部线性化.考虑网络诱导时延,采用状态反馈控制器,建立基于状态反馈控制器的闭环控制系统模型.通过Lyapunov方法证明,所得最大允许时延能够保证闭环网络控制系统稳定.最后以Simulink构建一个仿射非线性被控对象模型,通过仿真证明了本文方法的正确性和有效性.     

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Matlab的网络控制系统仿真平台

为了在不同网络情况下对NCS性能进行比较,并且能够方便控制算法研究,建立了功能完善的网络控制系统（NCS）平台。对Matlab／TrueTime主要特点进行了分析,并利用其核心模块和网络模块,建立了一种NCS仿真模型;详细介绍了基于TrueTime网络仿真环境下NCS仿真模型的构建方法,并针对网络传输中出现的问题进行了实验研究和全面分析,对NCS的时延和丢包实验进行了深人地分析。实验结果表明该平台为NCS研究提供了便捷的途径。     

网络控制系统研究综述与前景展望

介绍了网络化控制系统（networked control system, NCS）出现的背景，综述了NCS面临的基本问题和现状，整理了近年来NCS分析与综合方面的研究成果和最新进展．描述了NCS的模型、特点、时延、丢包、稳定性、网络调度等内容，归纳了现有的研究方法．对TrueTime和NS2等仿真工具做了比较详细的阐述．最后，论述了NCS研究中尚待解决的问题，展望了网络控制系统未来的发展前景．     

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。     

Adaptive predictive functional control for networked control systems with random delays

Nowadays, more and more field devices are connected to the central controller through a serial communication network such as fieldbus or industrial Ethernet. Some of these serial communication networks like controller area network (CAN) or industrial Ethernet will introduce random transfer delays into the networked control systems (NCS), which causes control performance degradation and even system instability. To address this problem, the adaptive predictive functional control algorithm is derived by applying the concept of predictive functional control to a discrete state space model with variable delay. The method of estimating the network-induced delay is also proposed to facilitate the control algorithm implementing. Then, an NCS simulation research based on TrueTime simulator is carried out to validate the proposed control algorithm. The numerical simulations show that the proposed adaptive predictive functional control algorithm is effective for NCS with random delays.     

利用TrueTime仿真软件研究网络控制系统的性能

作为网络应用系统的一种,基于网络的各种反馈控制系统(NCS)的研究近年来受到普遍关注。本文介绍一种在MATLAB环境下的实时控制系统的仿真工具箱TrueTime,以倒立摆系统为被控对象,以离散PID为控制策略,研究网络控制系统中的各种情况。如干扰节点带宽、网络传输速率、网络延迟等对系统控制性能的影响。分析表明:该仿真工具箱能够仿真多任务实时控制系统,在研究实时控制系统的方便性以及灵活性。     

网络控制系统的性能优化研究

网络控制系统(NCS)是基于网络的分布式控制系统。文章结合网络调度和系统控制,以网络的可调度性和系统稳定性为约束条件,给出了NCS的性能优化模型,并利用基于Matlab/Simulink的实时控制系统仿真软件包True Time对其进行了仿真。仿真结果表明:该方法既提高了控制系统的性能,又优化了网络调度性能,提高了网络资源的利用率。     

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。     

随机延迟网络控制系统中的分段时戳动态矩阵控制

针对网络控制系统中小于一个采样周期的随机延迟,引入了分段时戳动态矩阵控制算法.通过时戳方法测量网络延迟,在线校正系统的阶跃响应系数向量和控制系数向量,并采用分段算法来减少所需的在线计算量.给出了算法的推导过程和程序实现方法,并基于实时控制系统仿真平台TrueTime进行仿真研究.应用该算法对共享以太网中直流电机进行控制,取得了比标准动态矩阵控制算法更好的控制品质.