發(fā)布時間：2022-07-12 10:57

　　隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,國家強力推行"中國制造2025"、"互聯(lián)網(wǎng)+"等政策有力地促進了社會科技進步,助推了計算機技術、控制網(wǎng)絡及通信技術的高速發(fā)展。與此同時,高速EtherNet以及EtherCAT總線技術的高速發(fā)展,為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（NCS）的革新提供可靠保障,有利于系統(tǒng)應用及推廣。NCS具有網(wǎng)絡化、集成化、分布化和控制節(jié)點智能化等結構特點,然而由于系統(tǒng)加入了網(wǎng)絡,難免給系統(tǒng)引入了一系列問題,包括時延、數(shù)據(jù)包的丟失、時序錯亂等。上述問題不僅會降低系統(tǒng)控制性能,而且也是導致系統(tǒng)不穩(wěn)定的潛在因素。因此,論文主要針對網(wǎng)絡時延問題,以計算機控制網(wǎng)絡的QoS為基礎,以控制性能指標為目標,設計了基于魯棒控制算法的網(wǎng)絡控制器設計,并搭建了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)實驗平臺,具體工作如下:（1）研究了存在時延的網(wǎng)絡控制系統(tǒng),應用魯棒控制方法設計存在時延的系統(tǒng)控制器。通過構建網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學模型,并轉化為離散系統(tǒng)模型,將系統(tǒng)控制回路的不確定誘導時延轉化為被控對象離散系統(tǒng)數(shù)學模型系數(shù),然后構建動態(tài)閉環(huán)控制系統(tǒng)模型。運用Lyapunov理論證明系統(tǒng)全域漸近穩(wěn)定性,將其轉化為線性矩陣不等式（LMI）方程的存在性... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 NCS的國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 網(wǎng)絡時延
    1.4 魯棒控制在NCS中的研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究內容
第2章 理論基礎預備
    2.1 NCS體系架構
    2.2 時延問題的系統(tǒng)建模方法
    2.3 不確定性魯棒控制系統(tǒng)的設計
    2.4 硬件選型設計
        2.4.1 電機選型計算
        2.4.2 絲桿選型計算
        2.4.3 被控對象數(shù)學模型
    2.5 本章小結
第3章 具有時延的NCS魯棒控制器設計
    3.1 魯棒控制器設計
        3.1.1 系統(tǒng)描述與建模
        3.1.2 控制器設計與系統(tǒng)分析
        3.1.3 控制算例
    3.2 控制系統(tǒng)仿真
        3.2.1 TrueTime仿真工具箱
        3.2.2 仿真系統(tǒng)控制器設計
        3.2.3 仿真控制系統(tǒng)設計
        3.2.4 仿真實驗條件
        3.2.5 結果分析
    3.3 本章小結
第4章 網(wǎng)絡控制實驗平臺的搭建
    4.1 實驗系統(tǒng)總體方案
    4.2 硬件平臺設計
        4.2.1 平行雙軌道試驗臺
        4.2.2 控制柜的設計
    4.3 硬件控制系統(tǒng)選型設計
        4.3.1 控制器選型
        4.3.2 交流伺服驅動器和電機
        4.3.3 高速計數(shù)器單元
        4.3.4 輸入輸出模塊
        4.3.5 位移傳感器
    4.4 控制系統(tǒng)軟件部分
        4.4.1 系統(tǒng)初始化配置
        4.4.2 電機驅動器初始化
        4.4.3 控制程序設計
        4.4.4 上位機控制軟件設計
        4.4.5 控制界面的設計
        4.4.6 通信系統(tǒng)設計
    4.5 本章小結
第5章 實驗驗證
    5.1 實驗系統(tǒng)
    5.2 實驗方案
    5.3 結果分析
    5.4 本章小結
總結與展望
    總結
    展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于EtherCAT通信的雙電機速度聯(lián)動控制系統(tǒng)設計[J]. 董漢卿,周建華,魯文其,汪全伍.  浙江理工大學學報(自然科學版). 2016(04)
[2]長時延廣義網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的魯棒H∞控制[J]. 楊麗蕓,鮑冬冬,仇計清,孫曉嶺,張晨曦,張立俊.  河北科技大學學報. 2015(04)
[3]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的最新研究綜述[J]. 游科友,謝立華.  自動化學報. 2013(02)
[4]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)研究綜述與展望[J]. 芮萬智,江漢紅,侯重遠.  信息與控制. 2012(01)
[5]基于信號量化處理的隨機時滯網(wǎng)絡化系統(tǒng)的分析與設計[J]. 褚紅燕,費樹岷,劉金良,翟軍勇.  控制與決策. 2011(11)
[6]隨機時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的魯棒H∞狀態(tài)反饋控制[J]. 謝德曉,黃鶴,張登峰,王執(zhí)銓.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2011(09)
[7]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的TrueTime分析與仿真[J]. 張湘,肖建.  蘭州交通大學學報. 2010(03)
[8]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)時延分布研究[J]. 周祖德,陳本源,劉泉,龍毅宏.  控制與決策. 2010(04)
[9]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 李洪波,孫增圻,孫富春.  控制理論與應用. 2010(02)
[10]一類丟包時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的魯棒H∞濾波[J]. 張皓,嚴懷成,劉濤,陳啟軍.  控制與決策. 2009(12)

博士論文
[1]不確定網(wǎng)絡控制系統(tǒng)魯棒分析與事件觸發(fā)控制研究[D]. 劉于之.大連理工大學 2015
[2]串聯(lián)機器人多目標軌跡優(yōu)化與運動控制研究[D]. 王會方.浙江大學 2011
[3]水下機器人運動控制系統(tǒng)體系結構的研究[D]. 甘永.哈爾濱工程大學 2007

碩士論文
[1]基于組態(tài)軟件的泵控馬達實驗平臺測控系統(tǒng)設計與研究[D]. 蒙楊超.長安大學 2015
[2]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)時延建模與控制綜合研究[D]. 肖波.武漢科技大學 2014
[3]基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)主站設計與應用研究[D]. 楊林.南京理工大學 2014
[4]基于以太網(wǎng)的無刷直流電機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究及設計[D]. 李敏.中南大學 2010
[5]矩陣Schur補的性質及其應用[D]. 黃衛(wèi)紅.南京信息工程大學 2008
[6]網(wǎng)絡控制系統(tǒng)仿真方法的研究[D]. 王書喜.西安理工大學 2007
[7]基于以太網(wǎng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用[D]. 陳建群.燕山大學 2007



本文編號：3658996