网络控制系统的研究及应用

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1、浙江大学硕士学位论文摘要

2、／作为计算机网络技术在控制领域的延伸，同时又是计算机控制系统的更进一步发展，网络控制系统(NetworkedControlSystem，NCS)具、j-、—7有广泛的应用前景。f本文首先介绍三种形式的网络控制系统：集散控制／系统、现场总线控制系统和工业以太网。然后融合三种网络控制系统的特点，结合实际项目——网络化小型集散控制系统的具体实现，给出一种基于交换以太网的全分散控制系统模型。论文以网络控制系统为研究对象，讨论网络控制系统中存在的问题，包括网络引起的时延、采样率的选择、网络传输数据包的丢弃等。在分析引起

3、这些问题的机理的基础上，结合文献研究结果，分析不同问题下网络控制系统的网络性能以及系统的稳定性，并给出仿真实例。声哦关键词：网络控制系统i集散控制系统，以太网，网络时延}錾塑鱼墨

4、esis，threemaintypesofNCSarestudied：thedistributedcontrolsystem，thefieldbuscontrolsystemandtheindustrialEthernet．Therealizationofanetworkedsmall—scaledDCSisproposed．SeveraIissuesarediscussedthatmayinfluencetheperformanceofNCS，includingthenetwork-induceddelay,droppingnetw

5、orkpacketsandsamplingperiod，etc．Solutionsaregivenbasedontheresearchworkandtherefefences．Keywords：NetworkedContmlSystem，DistributedControlSystem．EthernetNetwork·inducedDelay，DroppingNetworkPackets，SamplingPeriod3浙江大学硕士学位论文第一章绪论§1．1选题意义计算机信息技术、网络技术的迅猛发展正深刻改变着人们的生活方式、工作方式，

6、对企业信息化和自动化领域的发展也产生了巨大的影响。推动计算机网络迅速发展的一些因素有：●计算机技术的高度发展和计算机的广泛应用。●通信技术的迅猛发展，各种光纤通信系统、无线通信系统、卫星移动通信系统，在全球建立并广泛应用。●计算机网络开放体系结构的建立与发展，国际标准化组织ISO制定的开放系统互联(OSI)体系结构，为计算机网络发展奠定了基础。工业标准的体系结构与协议，如TCP／IP、IEEE802模型与协议、ATM异步传输模式体系结构，为计算机网络的发展做出了重大的贡献。在企业信息化和自动化领域，计算机技术、信息技术、控制技术、网络

7、技术和通信技术的结合，孕育了网络控制系统(NetworkedControlSystem，NCS)，即网络化的控制系统，又称控制网络。网络控制系统是目前控制界的研究热点。在这些技术，尤其是网络技术和通信技术不断发展的积极推动下，网络控制技术得到了迅速的发展，突出表现在：1)集散控制系统(DCS)的网络化。在数字化和网络化成为当今控制网络发展主要方向的今天，作为有着非常广泛应用的控制系统模型，集散控制系统在传统点对点通讯模式的基础上进行技术更新，采用与现场总线技术、以太网技术集成的方法，来满足新的控制要求。2)以现场总线为底层的控制网络的

8、发展。在现场总线的体系结构与参考模型、仪表的数字化与智能化、应用软件的开发平台与工具、现场总线的应用等方面都取得了很大的发展。3)在OSl体系结构、控制网络的组网技术、实时网络操作系统、可靠性技浙江大学硕士学位论文——————————————————————————————————————————————’—————————————————————————————一术等方面进行的深入研究，特别是以太网控制网络的研究，推动了生产过程向更高层次的自动化水平发展。4)控制网络与信息网络的集成。作为控制网络技术发展的一个热点，各种控制网络与信

9、息网络的集成技术日益成熟，网络集成的产品化程度不断提高，统一的企业网络的构想将为企业计算机综合自动化CIPA打下坚实的基础。5)控制网络新技术不断涌现。》嵌入式技术推动着嵌入式控制器的发展，而且嵌入式技术正朝着控制网络开