网络控制系统,对控制和网络调度分别进行分析与建模,并以已实现的控制和网络模型为基础,搭建两个网络控制系统实例,对系统时序进行分析,验证模型的有效性,具体做了如下工作：第一,首先分析当前网络控制系统的研究现状,主要分三个方向" />

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网络控制系统的控制与通信统一建模与时序分析

作　者: 王小平
导　师: 陈立平
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 网络控制系统控制通信统一建模时序分析
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
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内容摘要

本文的研究对象为控制系统的学位论文">网络控制系统,对控制和网络调度分别进行分析与建模,并以已实现的控制和网络模型为基础,搭建两个网络控制系统实例,对系统时序进行分析,验证模型的有效性,具体做了如下工作：第一,首先分析当前网络控制系统的研究现状,主要分三个方向：基于控制的网络控制系统的研究现状,基于网络调度的网络控制系统研究现状以及基于控制和网络调度协同设计的网络控制系统。通过分析得出本文研究方法：针对网络时延,采用在节点发送和接收端口分别搭建先入先出缓冲区来将网络控制系统的随机时延转换为固定时延,采用控制器局域网CAN网络对网络消息进行调度。第二,对网络控制系统的控制器设计进行分析及建模,通过对国内外网络控制系统控制器研究现状及方法进行分析综合,传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动的方法,在节点的网络端口设置发送和接收缓冲区,将时延由随机转为固定的同时,改善数据包时序错乱的问题；通过对控制系统节点内部进行分析,对节点内部AD,DA转换,数据存储,CPU内部的任务及任务调度算法等模块进行模型实现。第三,对网络控制系统的通信系统进行分析及建模,通过对国内外网络控制系统的网络调度研究现状及方法进行分析总和,采用网络协议为实时性较高的CAN网络协议,对CAN网络协议数据帧格式,网络调度算法(CSMA/AMP)进行实现,同时对通信过程中涉及的存储队列系统,数据封装函数,网络消息调度函数进行模型实现。第四,搭建基于CAN网络协议的倒立摆模型及连续控制系统倒立摆的控制模型,对基于CAN网络的网络控制系统模型的时序进行分析研究,对控制性能进行分析比较,同时搭建某型避障小车的控制通信系统模型,对通信过程的时延,数据包丢失,单包和多包传输,数据包时序错乱及网络调度进行仿真分析研究,通过对结果进行分析综合,有效的证明本文提出的控制和通信模型统一建模方法的有效性,为后人在网络控制系统研究控制和通信方面的研究提出一个可行的方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 引言  8
  1.2 课题来源  8
  1.3 控制系统的学位论文">网络控制系统国内外研究现状  8-14
  1.4 Modelica技术简介及国内外研究现状  14
  1.5 论文的主要工作  14-16
2 网络控制系统控制模块分析与模型实现  16-31
  2.1 概述  16
  2.2 网络控制系统基本问题  16-17
  2.3 控制器原理与模型实现  17-30
  2.4 本章小结  30-31
3 网络控制系统通信模块分析与模型实现  31-44
  3.1 概述  31
  3.2 典型网络类型与协议分析  31-33
  3.3 CAN总线分析与模型实现  33-36
  3.4 通信接口分析与模型实现  36-43
  3.5 本章小结  43-44
4 网络控制系统模型的典型应用  44-64
  4.1 概述  44
  4.2 倒立摆模型实例  44-52
  4.3 某型避障车的通信系统模型实例  52-62
  4.4 本章小结  62-64
5 总结与展望  64-66
  5.1 全文结论  64
  5.2 未来展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
附录攻读学位期间发表论文目录  72

网络控制系统的控制与通信统一建模与时序分析

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