网络控制系统时延分析与仿真研究

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1、天津理工大学硕士论文摘要本文在广泛研究国内外网络控制系统发展与研究现状的基础上，总结了网络控制系统存在的问题，以往研究成果及采用的研究方法，在此基础上主要研究了网络控制系统存在的时延问题及其危害，针对以往研究中的不足，提出了一种新的时延补偿策略。首先概述了网络控制系统的研究背景及其重要意义，主要针对网络控制系统中的时延问题，分析了时延问题对于研究网络控制系统的关键意义，总结了以往在时延问题研究上所取得的成果及所采用的主要方法；然后从稳定性的角度，研究了网络控制系统的建模问题，并分别就连续系统和离散系统进行了分析，为下一步研究打下了基础。对于时延小于一个采样周期的网络控制系统，首先采用建立观测器

2、的方法对传感器到控制器的时延进行补偿，并针对各种情况进行了实验研究，结果证明了补偿策略的有效性；对于控制器到执行器的时延由于在控制器处无法直接得到，因此不能直接用观测器的方法来进行时延补偿，因此引入了灰色预测策略，对随机时延先进行预测，得到估计值，然后再用观测器的方法来补偿，从而解决了控制器到执行器的随机时延无法补偿的问题。最后，针对现在已经成为网络控制研究热点的工业以太网，进行了分析和研究，指出了工业以太网的发展前景及存在的问题。对于工业以太网存在的时延问题，由于时延较大，不便直接采用灰色预估策略，因此主要针对非周期小流量的环境下模型，就以往排队论方法的不足，提出了一些改进算法。关键词：网络

3、控制系统时延观测器灰色预测工业以太网天津理工人学硕+论文AbstractThispaperfirstanalysethelatelydevelopmentandpresentresearchfulstateofNCS，thengeneralizetheexsitingproblemsandresearchproductionandtechnique．NextthispaperdiscussthedelaytimeandthedamagetoNCSofitandbringforwardanewwayofdelaytimecompensationtomakeuptheinsufficiencyof

4、ancientlyways．FirstlythebackgroundandtheimportantsignificanceinresearchofNCSareexpatiated；thenthekeysignificanceofdelaytimetoNCSisexplained．Theresearchproductionandresearchwaysofancientlyresearcharesummedup．ThenmodelingandstabilityofNCSofbothcontinuoussystemanddiscretesystemareanalysed，whichpreparef

5、orthenextresearch．TooneNCSwithdelaytimelessthanonesamplingperiod，observerisfirstlysetuptocompensatethedelaytimebetweensensorandcontroller，simulationprovesthevalidityofcompensation．Becausethedelaytimebetweencontrollerandactuatorcan’tbeprevisoulygotatcontroller，observercan’tbeused．Sogreypredictionisin

6、troducedtopredictthestochasticdelaytimetogetpredictivevalue．Thenobservercanbeusedtocompensatethedelaytimebetweencontrollerandactuatof．FinallyindustryEthernetisdiscussedandstudied．Becausethedelaytimearemostlylongdelay，greypredicationcan’tbeused．TothemodelofsmallfluxandaperiodicindustryEthernet，queuin

7、gtheoryhasitsflaw，soimprovedalgorithmisbroughtforward．KeyWords：NCS，Delaytime，Obsever，Grayprediction，IndustryEthernet独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不