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【6h】

基于TCP/IP的网络时延补偿控制器设计及仿真

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目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1网络控制系统概述

1.2网络控制系统基本问题

1.2.1网络诱导时延

1.2.2网络调度

1.2.3网络丢包

1.2.4 NCS数据包传送

1.3网络控制系统研究现状

1.3.1网络时延的研究

1.3.2 NCS控制器研究

1.4本文所做的工作和内容安排

第2章网络控制系统时延获取及预测

2.1网络控制系统的时延

2.1.1网络延迟组成

2.1.2网络时延计算

2.1.3网络时延测试

2.1.4多采样和单采样处理

2.2 NCS模型及工作方式

2.2.1一般NCS模型

2.2.2 NCS工作方式

2.3网络时延预估方法

2.3.1时延预测算法概述

2.3.2加权时延预测算法

2.4时延对NCS性能影响

第3章基于GA优化参数的Fuzzy控制器设计

3.1概述

3.2基于GA的Fuzzy控制器设计

3.2.1模糊控制器的结构

3.2.2 Fuzzy控制器总体原理图

3.2.3动态调整fuzzy控制器设计

3.2.4控制规则自学习

3.3遗传算法概述

3.3.1遗传算法的特点

3.3.2标准遗传算法的原理

3.3.3遗传算法的要点

3.4基于GA的最佳参数库生成

3.4.1参数的编码和解码

3.4.2适应度函数的确定

3.4.3 GA优化实现步骤

3.4.4 GA优化结果

3.5仿真实例

3.5.1 PID控制策略仿真

3.5.2动态调整FUZZY控制策略仿真

第4章网络控制系统仿真研究

4.1 TrueTime工具箱介绍

4.2 NCS实时仿真系统介绍

4.3仿真实验

4.3.1仿真实验组成

4.3.2仿真实验内容及结果

第5章总结与展望

5.1研究工作总结

5.2研究工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

网络控制系统(Networked Control System)又称基于网络的控制系统(Network-based Control.System NCS),是一种新型的控制系统体系,是由传感器、控制器、执行器等通过实时网络构成的闭环反馈控制系统。 网络控制系统综合了计算机网络,计算机通信和自动控制等多方面技术,具有很多优点,近年来得到了广泛的研究。但是NCS将通信网络引入到闭环控制系统中,带来了时延等一系列新问题。本文主要围绕网络时延的计算与预测、网络时延的补偿、网络控制系统的仿真和实验,进行了以下几方面的研究工作: (1)介绍了网络控制系统的产生背景、概念,着重介绍了网络控制系统存在的几个主要问题及其近年来的研究进展。概括介绍了本文的主要研究工作。 (2)针对基于TCP/IP的网络控制系统存在的时延,进行了时延测试和分析,给出了对时延进行在线计算和预测的方法。 (3)对最大网络时延超过一个采样周期的网络控制系统进行了研究,设计了动态调整模糊控制器,并使用标准的遗传算法来进行参数寻优,寻求不同网络时延下的最佳参数库,在网络时延发生变化时利用最佳参数库动态调整控制器参数,使系统稳定并达到一定的性能指标要求。 (4)对网络控制系统的仿真技术进行了研究。首先介绍了一个新的NCS仿真软件TrueTime,并运用此工具箱对NCS进行了仿真试验,验证了控制策略的有效性。其次,介绍了真实网络环境下的一种实时仿真系统,为NCS的实际应用奠定了基础。

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