【摘 要】
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网络控制系统的出现给控制系统与控制理论的分析与研究带来了新的机遇和挑战。网络控制系统中的节点是通过通信媒介按照一定的通信协议进行互连,然而网络中时延、丢包等网络
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网络控制系统的出现给控制系统与控制理论的分析与研究带来了新的机遇和挑战。网络控制系统中的节点是通过通信媒介按照一定的通信协议进行互连,然而网络中时延、丢包等网络因素给控制系统的稳定性带来了负面的影响,传统控制系统的分析和研究方法已不能够满足网络控制系统的需求。同时,可重构技术在网络控制系统领域的应用,使得网络控制系统研究工具显得尤为重要。本文开发了一种基于Matlab的控制网络节点协议栈动态重构仿真平台,该平台不仅可以直观形象地描述网络因素对控制性能的影响,而且能够通过重构节点通信协议栈优化控制系统性能。本文首先介绍了课题来源、目的及意义,综述了网络控制系统中涉及的一些基本问题,其次对比分析了已有的几种网络化控制系统仿真平台,分析了协议栈的网络服务性能指标,列出了系统稳定性的判断依据。此外,阐述了可重构技术原理和节点可重构通信协议栈的框架体系和实现原理。在此基础上,本文在仿真平台可扩展性、易用性和直观性等原则指导下,使用Matlab中的Simevents和Stateflow工具箱,设计了仿真平台的整体构架和各模块。本平台使用有限状态机方法直观地描述了协议的工作机制,使用Simevents构建了整个网络环境,有效地表示了控制网络通信流程。同时,将网络嵌入到基于Simulink的控制系统中,根据网络对控制性能影响的仿真结果,动态重构节点通信协议栈,优化控制系统的性能。本文最后针对所作的工作加以总结,提出了下一步工作的几个核心问题。
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