1。2。1网络时延
被控对象在网络控制系统中一般来说应该不止一个,这必然会出现控制网络系统中的信息源不只一个结果,在网络控制被执行实施的过程中[5],各种需要的信息在网络系统的各个控制节点中通过网络介质传输时,必然不会同时被传输,一般来说他们是分不同时间被传输,不过在共享同样的网络通道的情况下是不影响控制效果的。在网络传输信息时,对于一个有限的网络控制系统而言,信号所占据的频带宽度不可能说是无限大的,各种被传输的数据流量在控制系统中也几乎不可能说是始终规则如一,一层不变的,他们必然会随着时间和控制条件而发生变化,变化的情况也是多样的,当控制网络中有不止一个控制节点通过网络来交换和传输信息数据时,常常会出现诸如多路径数据传输、数据发生碰撞、网络连接中断、网络拥塞等这些现象,网络控制的时间延迟就会出现在各种信息交换之时,这样情况是不可避免地。这种由网络引起的时间延迟现象在学术上称为网络诱导时延,即Network Induced Delay。网络控制中竞争信息数据发送权等待的时间,各种信息数据在网络控制系统中数据信息传输所需要的时间取决于网络控制系统自身的各种特点,如果控制系统的性能不同,则他们的时间延迟性质及其长短是不一样的。假如在信息数据传输时发生有不止一个控制点同时发现控制系统中网络有空闲,如果这些控制点同时发送信息数据时,信息将会在网络中发生“碰撞”,这样会导致网络立即停止发送一切信息的恶劣结果,甚至会导致整个控制网络回路的瘫痪;在网络发生停止工作后,如需要将网络重启工作,那么整个网络需要等待一个随机长度的时间段后再次重新尝试传输信息数据,这样必然会使得网络控制时延呈现随机时变的特性,不过总的来说,根据不同的网络协议,可将网络时延分为固定时延、随机时延和不确定时延。
网络时延通常由下面4大主要部分组成:
(1)网络控制系统中各种传感器采集信息数据并且处理这些信息数据所需要用到的时间。
(2)网络控制中各个传感器竞争发送优先顺序等待时间,各传感器所传输的信息数据在网络中的传输时间。
(3)网络控制系统中控制器计算控制量加上处理数据所需要的时间。
(4)网络控制系统中控制器竞争发送数据优先顺序所需要等待的时间以及各种控制量在网络中的传输时间和执行器处理数据所花费的时间。
1。2。2数据包丢失
在网络控制系统中使用网络这一介质用于传输数据后,不可避免地会带来时延影响,同时对各种数据包的丢失也偶尔会发生。数据包丢失(Packet Dropout)其主要原因有以下3点。
1。 网络控制系统中某一个环节发生了信息传输故障。虽然说现在在技术上,芯片的发展取得前所未有的进步,但网络控制系统中的微处理器作为网络控制环节中至关重要的一部分,不可能每时每刻都可以保证能够正常运行,偶尔发生故障也是正常的;虽然现在很多厂家对控制系统采取了一些保护措施,能够使发生故障的系统环节以最快的速度恢复正常,使系统长期保持较高可靠性的工作状态,尽管如此,系统故障是不可能能够被完全去除的。当系统环节发生故障时,整个控制环节的信息数据传输就会失败,造成数据包的丢失。 文献综述
2。 系统中通信冲突过于频繁的发生。如果一个控制网络中访问数据信息的方式是随机的,那么通信冲突是无法避免的。当某一个节点发生冲突通信后,虽然现在很多网络都采取TCP协议,可以实现网络冲突后信息数据重新传送的环境,但信息的重新传输一般都设置了时间限制,一旦重传超过了设定的时间,则网络控制系统会放弃此次信息通信任务,最终导致数据包丢失。