一种多包传输网络控制系统的对象建模

针对多包传输的网络控制系统,研究了其建模的问题.设网络只存在于传感器节点与控制器节点之间,传感器节点和控制器节点为时钟驱动,执行器节点为事件驱动,并且分别对节点在时钟同步方式和时钟异步方式两种情况下,用一种统一的形式,进行了多包传输的网络控制系统的建模.而且此模型可以用来分析系统的性能.     

基于自由权矩阵的时变时延NCSs稳定性和鲁棒性分析

研究一类时变时延网络控制系统的稳定性和鲁棒性问题。针对线性定常对象,传感器节点采用时钟驱动方式、控制器节点和执行器节点采用事件驱动方式的状态反馈网络控制系统,详细推导系统的时滞数学模型。并在充分考虑系统状态的相关性和参数的不确定性基础上,采用Lyapunov-Krasovskii泛函和松弛矩阵变量技术以及自由权矩阵方法,探讨其渐近稳定性和鲁棒稳定性条件。最后,通过仿真实例验证所提理论的有效性和可行性。     

多包传输网络控制系统的对象建模

由于将通讯网络的引入,不可避免地引起传输延时。网络传输延时的存在使网络控制系统的分析和设计更加复杂和困难,尤其是多包传输的网络控制系统。在分析网络多包传输原因的基础上,研究了多包传输网络控制系统的对象建模。系统中传感器采用时间驱动的方式,控制器和执行器采用事件驱动的方式。在考虑系统噪声和网络诱导延时大于一个采样周期的情况下,给出了多包传输的网络控制系统模型。此模型可以用来分析系统的性能。     

基于优先级调度的泊松业务流延时分析

网络中点到点的延时对网络控制系统（NCS）的性能会产生很大的影响,因此正确获得点到点的延时非常重要。然而,由于网络系统比较复杂,随机型业务流的延时难于通过理论方式获得。为此利用NS2仿真平台,在有带宽瓶颈的节点下,对2个不同优先级泊松业务流的传输延时进行仿真,并分析它们的延时,从而得出统计结果,可以为网络传输延时的理论分析提供实验数据。     

控制网络节点可重构无线通讯协议性能仿真

控制网络的通信环境具有不确定特征,且协议异构性突出,为改善网络延时,提高系统稳定性,提出控制网络节点可重构无线通讯协议性能仿真.将控制系统中的网络协议分为物理层、链路层、网络层与应用层,结合动态性、实时性等需求,确立节点可重构通讯协议体系,定义层次功能;通过加权图建立协议拓扑结构数学模型,选择遗传算法的编码与适应度函数,经过交叉变异操作,确定终止条件,选取通讯最佳路径,实现协议重构;使用总传输延时与平均传输延时评估协议服务质量的仿真指标,采用稳定性、可靠性等完成对控制系统性能评价.仿真结果表明,网络传输延时小、系统运行稳定,重构后的无线通讯协议具有良好性能.     

网络控制系统中有关问题的分析探讨

本文介绍了网络控制系统的基本概念,探讨了网络控制系统设计时需要考虑的诸多基本问题:网络诱导时延、网络调度、数据包的时序错乱、数据包的丢失、节点的驱动方式和时钟同步.     

基于NTP的交通控制系统时钟同步技术研究

在城市区域交通控制系统中,引入时间服务器、时间中介节点和外部时间基准GPS,设计一种基于网络时间协议(NTP)的系统时钟同步算法.该方法采用主动对时机制,消除了网络竞争机制对系统对时精度的影响,避免了网络"冲突"造成的交通信息传输延时,可方便经济地为交通控制系统各设备提供精确的时间,实现系统时钟的统一.     

基于广义预测控制算法(GPC)的网络闭环控制系统研究

网络控制系统中普遍存在的传输延时严重影响了系统的控制性能。针对这个问题,本文介绍了一个控制器由事件驱动、传感器和执行器由时间驱动的分布式系统模型。控制器采用了GPC控制算法,执行器节点设置控制增量缓冲区,以此来保证在网络存在随机时延情况下输出的控制量均为最优或者次最优,系统仍有良好的控制性能。     

无线传感器网络中带延时的一致性时间同步

针对无线传感器网络(WSNs)中节点间通信存在传输延迟,影响同步精度的情况,将加权平均应用于相对时钟斜率的计算,提出了一种带延时的一致性时间同步算法.该算法中每个传感器节点通过与邻居节点通信交换时钟信息,根据一致性理论更新时钟参数,从而到达时间同步的目的.研究了在假定传输延时服从正态分布的情况下对一致性时间同步算法的影响,提出的算法降低了延时对同步精度的影响,Matlab仿真验证了该算法的有效性.     

无线传感器和执行器网络控制系统设计与仿真

无线传感器和执行器网络通过无线网络(ZigBee)将传感器和执行器与控制器相连,完成分布式传感和执行任务。针对无线网络传输和被控对象延时的不良影响,首先详细介绍了基于TrueTime 2.0的无线网络控制系统在Windows 7和Matlab R2010b环境下的搭建,给出了系统的仿真模型。对控制器节点分别采用常规PID控制和模糊PID控制算法进行仿真研究。仿真结果表明,对于存在延时环节的无线网络控制系统,模糊PID控制可以取得较好的控制效果,系统鲁棒性较强。该研究对物联网智能家居系统的设计具有一定参考价值。     

移动Agent在无线传感器网络中的应用

无线传感器网络是21世纪最为重要的新兴技术之一。为解决数据是被从节点传到处理中心去处理;传感器节点密度高、数量大;节点的电池能量、计算能力存储能力严格受限;网络通信半径小、带宽低等问题,提出采用基于移动A gent的分布式计算模式,设计了一种移动A gent系统,用于实现无线传感器网络的数据融合,系统有效减少网络负载、带宽、时延,实现网络的可扩展性、可靠性和容错性。     

基于AHSPSO算法的DG并网位置优化研究

为寻求不同接线模式下分布式电源接入位置对配网电压优化的规律性,以系统电压影响参数最小化为目标,以功率平衡、节点电压、支路容量为约束条件,采用自适应和声搜索与粒子群优化混合(AHSPSO)算法对不同接线模式下的DG并网位置进行优化,得出不同接线模式下的最优接入位置.利用IEEE-33节点配网模型进行仿真对比,分析不同接线模式下DG的并网位置对配网电压影响的规律.结果表明:只有正确合理地配置不同接线模式下DG并网位置,才能够更为有效地发挥电压的支撑作用.     

基于节点社会性的无线网络编码传输策略研究

延迟容忍网络是一种缺乏持续连接的新型网络体系结构,选择合适的转发节点是实现延迟容忍网络高效的转发和投递消息的关键问题。由于节点移动性和网络拓扑动态变化等会对延迟容忍网络的传输效率产生影响,提出了一种基于节点社会性和利用随机线性网络编码的DTN网络模型NSNC-DTN。NSNC-DTN网络模型利用网络中的社团结构、社团紧密度以及节点活跃度,选择出最合适的转发节点。离线计算节点的社会性,对源节点和Center节点进行随机线性网络编码,在线完成转发,从而达到高效转发和投递的目的。仿真结果表明NSNC-DTN网络能够有效的提高信息投递成功率,减小端对端的网络延迟和网络开销。     

基于统计网络演算的融合网络网关节点时延性能研究

为分析融合网络网关节点统计时延性能,根据最小加代数理论中的统计网络演算的相关知识,提出了一种基于改进的GPS调度系统模型,然后利用网络演算理论求解出网关节点统计时延上界。数值结果分析表明,改进的调度模型有效地改善了自相似特性对网关延迟上界所造成的影响,与未改进的模型相比,网关统计延迟上界更具有良好的紧致性,为下一步由单节点扩展到端到端节点延迟上界研究提供了参考。     

基于链路稳定度的车载网路由协议研究

针对车载网中节点移动速度快,拓扑结构变化速度快的特点,以及AODV协议广播式路由链路存活时间短、平均端到端时延大等问题,提出了一种通过计算链路稳定度的方式来改进AODV协议.在节点进行广播时,首先计算转发角度,然后,再将投影最长和链路生存时间最长作为综合选择条件,以此高效地选择路径相对较短以及链路相对稳定的路由.通过这种方式,改进后的AODV协议很好地解决了网络中链路易断裂的问题,提高了数据包的投递率,降低了平均端到端的时延.利用NS2仿真软件进行性能仿真,结果表明:改进后的AODV协议在包递率、平均时延和吞吐量方面优于传统模型.     

具有控制约束的网络控制系统的鲁棒H_∞控制

针对具有控制约束的网络控制系统(Networked Control Systems,NCS)的特点,建立了具有外部扰动的网络控制系统模型,对其H∞性能加以分析和研究,并验证所取得的理论成果.假设具有控制约束的网络控制系统的H∞控制器与执行器均为事件驱动,传感器为时间驱动,且网络诱导时延小于传感器的采样周期,然后将此类网络控制系统的广义被控对象建模为一类线性离散系统,运用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI),导出闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件,并给出了控制器的具体求法.得到了系统的H∞控制器存在条件及具体方法,通过设计该控制器,使具有外部扰动的网络控制系统的性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该控制器行之有效.     

Robust synchronization of complex switched networks with parametric uncertainties and two types of delays

In this paper, a complex switched network (CSN) with parametric uncertainties and two types of time‐varying delays is presented. The CSN contains switching behaviors on both its nodes and the network topology. Different from those CSNs studied in the literatures, the switching mode dominating the nodes systems is independent with that dominating the network topology. The two types of time‐varying delays are the system delay in the node and the coupling delay between nodes and they have different values. The inherent synchronization properties of the CSN were investigated not subject to any controllers, and sufficient conditions for the global robust exponential synchronizations are obtained by defining a piecewise Lyapunov–Krasovskii function. Both the case with known derivative of delays and the case with unknown or nonexistent derivative of delays are investigated. Two special cases, i.e. the network without coupling delay and the network without switching behaviors and coupling delay, are studied. Illustrated examples are presented to show the effectiveness of the proposed methods. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于概率同步算法的计算机外时钟同步系统设计与仿真

在计算机软件时钟同步系统中，网络延迟的测量与建模、同步算法的设计及算法性能的评估是要解决的三个主要问题。该文研究了基于概率同步算法的计算机外时钟同步系统设计。首先研究了基于PC高分辨计数器接口的网络延迟精确测量方法，对几种典型网络环境进行了测量，建立了网络延迟的对数正态分布统计模型。然后推导了网络延迟为对数正态分布模型下的同步包数目的计算公式，研究了基于该公式的概率同步算法参数设计。最后，对单个从节点情况下改进的概率同步算法的性能进行了仿真检验。结果表明，基于网络延迟的对数正态模型的推导和设计是正确、可靠的。改进的概率同步算法具有较高的同步效率和同步精度，可以用于实际的仿真系统。     

基于UDP传输协议的网络时延仿真研究

在基于UDP传输协议的各种网络中,数据包传输的时延是随机的,为了能够研究不同的控制算法对远程控制系统的影响,就必须保证远程控制系统中网络时延环节的一致性,为此必须对网络时延进行仿真.使用结构数组对网络时延进行了仿真.将数据报的信息存放在与其网络时延相对应的结构数组元素中,在每个采样点系统只使用结构数组相应元素中的信息,实现了对数据包网络时延的仿真.在基于时间驱动工作方式的控制系统中,可以采用这样的方法实现UDP传输协议下的网络时延仿真.     

机会网络典型路由算法性能分析

通过对真实城市场景中行人移动行为的仿真,定量分析First Contact、Direct Delivery、Epidemic、Spray and Wait、Prophet和MaxProp6种机会网络典型路由算法在不同场景下的性能。在仿真过程中,以不同节点密度、不同节点移动模型和不同节点缓存大小设置多种场景,从传输能力、传输效率、网络资源开销和节点能耗4个方面对路由算法进行分析和比较。实验结果表明,节点移动模型、节点密度等因素会对路由算法产生显著影响,各路由算法在不同的场景下性能差距较大,每种算法都有其适用的特定场景。