摘要随着网络化技术的发展，控制系统中传感器、控制器和执行器等各个节点之间的信息由网络作为介质来进行传输和交换，这种方式在控制系统中得到了广泛的应用，也因此产生了网络控制系统（NCS）。NCS的优点在于信息资源共享、系统易于扩展与文护、可靠性高，但同时网络通信环境带宽和网络协议限制了数据的传输速率和传输准确率，导致系统不可避免存在时延、丢包等问题，使得网络环境下控制性能下降。本文通过对直线二级倒立摆进行建模，利用Matlab中基于Simulink的网络仿真工具—Truetime1.5工具箱，实现其在网络环境下的稳定性控制，并且研究了时延、丢包、数据传输速率等因素对实际控制产生的影响。26433
关键词 网络控制系统 二级倒立摆 状态反馈 Truetime
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The construnction and control design of pendulun based on the network .
Abstract
With the development of network technology, network ,as a communication medium to realize the data transmission and exchanges between sensor, controller and actuator nodes, has been widely used in the control system ,resulting in the formation of networked control system (NCS). NCS has the advantages of shared information resources and high reliabilitu, being easy to expand and maintain .At the same time ,due to the limited bandwidth of network communication environment,there are always network induced delay, packet loss and other issues in the process of data transmisson, which lead to reduce the stability of control system and degrade the control performance. This paper finished the modeling of the double inverted pendulum, using Simulink network simulation tool - Truetime1.5 to study on its stability under the network environment control and study the influence caused by delay, packet loss, data transmission rate on network control.
Keywords network control systen two inverted system state-space feedback control Truetime
目 次
1 引言 1
1.1 网络控制系统概述 1
1.2 网络控制系统存在的问题 1
1.3 本文所做的工作 3
1.4 本章小结 3
2 倒立摆系统模型的建立与控制 4
2.1 概述 4
2.2 二级倒立摆的数学建模 5
2.3 系统稳定性及能控指标分析 12
2.4 二级倒立摆LQR法的稳定性控制 14
2.5 二阶倒立摆模型的仿真。 15
2.6 本章小结 22
3 基于Truetime二级倒立摆平台的搭建 23
3.1 Truetime工具箱介绍 23
3.2 基于Truetime平台二级倒立摆仿真平台的搭建。 25
3.3 本章小结 31
4 影响网络控制系统因素的研究 33
4.1 采样周期对NCS系统的影响。 33
4.2 网络时延对NCS系统的影响 34
4.3 丢包率对NCS的影响 36
4.4 传输速率对NCS的影响 41
4.5 无线网络下NCS系统性能 42
4.6 本章小结 45
结论 46
致谢 47
参考文献 48
附录A 50 网络化倒立摆仿真平台的构建和控制设计+源程序:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_20623.html