论文部分内容阅读
随着控制规模的扩大和以太网技术在工业中日益广泛的应用，基于以太网的网络化控制系统成为控制界发展和研究的热点。由于共享网络介质对控制系统带来的延时，数据包丢失，乱序等问题严重影响了系统控制性能，甚至造成系统的不稳定。因此，研究基于以太网的网络化控制系统具有非常重要的理论意义和实用价值。
论文的主要内容和创新之处如下：
1)完善了被控对象和控制器均采用连续形式的网络化控制系统的数学模型；建立了采用通用离散形式控制器的短时延多包传输，有/无数据包丢失的网络化控制系统模型；建立了多输入，多输出(多传感器，多执行器)，各节点均为时间驱动的网络化控制系统模型；
2)设计了具有前向通道控制量延时补偿和反馈通道状态预测这两种功能的多步网络预测补偿器，并对该补偿器所组成的闭环网络化控制系统，按照确定性延时和随机延时的情况分别进行了建模和稳定性分析；
3)证明了具有确定性延时的网络化控制系统，使用上述的预测控制器和状态预报器时，其设计满足分离原理；
4)实现了将32位微处理器为核芯的嵌入式系统与Matlab/Simulink工程软件的无缝结合。设计了具有仿真和实现网络化控制系统功能的工具箱。该工具箱为离线仿真，半实物仿真和实际试验提供了一体化解决途径，拥有方便的代码生成/下载和实验/监控的软/硬件环境，为网络化控制的理论研究奠定基础；
5)利用开发工具箱实现了局域网和广域网的网络化控制系统的离线仿真，半实物仿真和实际网络化控制系统实验，验证了本文所提出的延时补偿算法的有效性。