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CAN的网络控制系统消息等待时间研究

网络时延的不确定性是网络控制系统(NCS)分析与设计面临的首要问题,目前多采用试验统计法进行研究,但该方法无法用于NCS早期设计.文中借鉴实时系统任务调度理论,针对基于CAN的NCS,采用理论分析法,对网络时延动态变化的主体-消息等待时间进行研究.首先,明确了基于CAN的NCS消息等待时间研究是一种固定优先级的非抢占式调度问题,并给出相应的模型描述;接着,对NCS关注的消息最差情况等待时间,分别确定了连续调度和离散调度两类计算公式;最后,通过具体算例,分析和对比了两类公式的优缺点.研究表明,理论分析法简单、可行,可用于NCS早期设计,为后续设计提供有益指导.     

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。     

基于时延的现场总线网络监控系统跟踪控制研究

通过基于Matlab/Simulink的网络控制系统的仿真工具TrueTime,分析了网络控制系统中存在时延问题情况下的稳定性问题.在此基础上采用减少网络时延的网络调度算法.仿真结果表明该调度算法能够有效缩短网络时延,从而有效提高网络控制系统的控制稳定性和精度.     

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。     

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。     

自适应Smith补偿器在基于IP的网络控制系统中的应用

在基于IP网络的网络控制系统(NCS s)中,网络诱导时延变化显著且往往大于一个采样周期.本文引用数据通信中应用广泛的网络回程时间来估计NCS s中时变的全回路网络诱导时延,并提出了一种新的自适应Sm ith补偿器.仿真结果表明,该补偿器能够有效地消除网络诱导时延变化对控制性能的负面影响;结合该自适应Sm ith补偿器所设计的控制系统能够获得很好的控制性能与较强的鲁棒性.     

基于TrueTime工具箱的网络控制系统时延分析

首先给出了网络控制系统时延分析,然后介绍了基于MATLAB／Simulink的网络控制系统仿真工具——TureTimel．5的安装及使用方法。以直流伺服电机为被控对象,采用PID控制器,构建一个网络控制系统时延仿真模型,讨论了Ether-net、CAN、RoundRobin和Switched Ethernet四种网络模型条件下,网络时延和系统输出仿真结果。结果表明,此仿真平台有助于网络控制系统时延分析,也对进一步研究NCS时延补偿技术提供了有利的保障。     

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。     

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。     

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.     

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。     

ADAPTIVE DYNAMIC MATRIX CONTROL FOR NETWORK‐BASED CONTROL SYSTEMS WITH RANDOM DELAYS

Random transfer delays in network‐based control systems (NCSs) degrade the control performance and can even destabilize the control system. To address this problem, the adaptive dynamic matrix control (DMC) algorithm is proposed. The control algorithm is derived by applying the philosophy behind DMC to a discrete time‐delay model. A method to estimate the network‐induced delays is also presented to facilitate implementation of the control algorithm. Finally, an NCS platform based on the TrueTime simulator is constructed. With it, the adaptive DMC algorithm is compared with the conventional DMC algorithm under different network conditions. Simulation results show that the proposed adaptive DMC algorithm can respond to various network conditions adaptively and achieve better control performance for NCSs with random transfer delays.