網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采樣策略研究及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，單臺(tái)控制器難以勝任大型生產(chǎn)過(guò)程的控制和管理，往往需要多臺(tái)控制器協(xié)同工作，每個(gè)控制器完成不同的控制功能。為了增強(qiáng)控制系統(tǒng)的安全性，控制器在地理上分散布置，各個(gè)控制器之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)完成信息交換和傳輸。因此，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究也越來(lái)越多。
　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究方向多種多樣，主要有采樣周期，數(shù)據(jù)丟包，網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延時(shí)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度等。與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時(shí)延、丟包問(wèn)題的研究成果

2、相比，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采樣策略的研究相對(duì)較少。眾所周知，在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的資源是非常有限的，研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的采樣周期也有巨大現(xiàn)實(shí)意義。因此，本文從網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采樣的角度，研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件和動(dòng)態(tài)性能。
　　首先，在給定系統(tǒng)模型的條件下，本文求取了控制系統(tǒng)穩(wěn)定的采樣周期的范圍;然后，在穩(wěn)定的范圍內(nèi)，以李雅普諾夫方法為理論基礎(chǔ)，求得了標(biāo)準(zhǔn)采樣（即文中的單采樣）的最優(yōu)值。結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性并不是單調(diào)地

3、隨采樣周期的增大而變差，實(shí)際是存在一個(gè)最優(yōu)的采樣周期，不僅能夠使系統(tǒng)得到更好的動(dòng)態(tài)特性，而且可以相應(yīng)的節(jié)省系統(tǒng)的資源。接著，本文提出了超采樣的概念，并通過(guò)理論推導(dǎo)，求解出了比單采樣最優(yōu)采樣周期使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能更好的超采樣周期。
　　最后，為了驗(yàn)證前面理論的正確性，本文搭建了一個(gè)以數(shù)據(jù)采集卡為核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由四部分組成，即一個(gè)直流有刷電動(dòng)機(jī)，一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，一個(gè)測(cè)速發(fā)電機(jī)，一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡和一臺(tái)筆記本電腦。在這部分中，首先求解