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网络控制系统是控制学科的一个新的发展方向,它涉及控制、计算机与网络通讯等多学科理论和技术。网络的引入使控制系统具有开放性、数字互连、维护方便以及更好的可靠性和容错能力等优点。Ad Hoc网络把移动通信和计算机网络结合在一起,它具有无需固定基础设施支持即可实现便捷有效通信的优异特性。因此,如何融合两种技术的优点,使Ad Hoc网络控制系统发挥更好的性能具有重要的研究意义。
首先,本文设计了一个网络控制系统仿真平台,该平台主要分为四个模块:控制器/被控对象、Matlab数据接口模块、Visual C++网络接口模块、Ad Hoc网络仿真模块。利用Simulink实现控制系统的仿真;利用网络仿真软件NS实现Ad Hoc网络环境的模拟;Matlab数据接口模块和Visual C++网络接口模块用来连接网络仿真模块和控制系统仿真模块。通过这个平台可以进行控制系统和网络的综合仿真,对系统进行性能评估,研究网络对控制系统控制品质的影响。
其次,针对DSR和AODV协议的缺点,提出两种新的路由方案:ERD-DSR协议和DB-AODV协议。ERD-DSR协议提出了主动发现错误路由思想,节点能够主动的发现路由表中的失效路由,避免了使用失效路由来传输数据包所造成的时延和丢包问题,使得源节点能及时的为相应目的节点重新建立有效路由。仿真结果显示基于改进后的协议,网络控制性能有明显提高。DB-AODV协议提出了备用路由思想,路由表保存两条路由信息,当主路由失效时,源节点直接调用备用路由而不必发起新的路由请求,节省了重新建立路由的时间。仿真结果显示基于改进后的协议,网络控制性能有明显提高。