TrueTime网络环境下复杂系统一致性的仿真(11)

利用TrueTime提供的核心模块和网络模块构建NCS平台。其控制系统采用PID控制器，控制对象为线性二阶系统;传感器和执行机构为事件驱动(利用代码实现)。本章侧重阐述NCS的构建方法。依此实验平台为基础，可对控制算法与网络调度等问题进行深入研究[47]。
   图4-1 Truetime组成模块
TrueTime具有如下特点：1）软件中2个基本模块具有通用性，在构建各个处理单元时只需选用其相应的接口功能进行连接即可，可大大加快模型构建的速度。2）可以比较方便地模拟各种实时调度策略，并通过Scope观察任务调度和对象输出的情况。3）在网络模块中，可以很方便地模拟数据传输率、包的大小和丢包吕等网络参数，有利于分析各类参数对NCS的性能影响。此外，通过设置TrueTime Network模块的网络协议，还可以进行不同协议下控制系统的研究[46]。
在TrueTime仿真环境中，可以灵活考虑不同物理层的网络协议、网络中多变的传输状况和不同调度策略对控制系统性能的影响，这为系统仿真带来了很大的方便。程序既可以用C++代码也可以用Matlab的M文件编写，其控制任务还可以利用Simulink仿真模块的形式实现。但网络控制系统是涉及控制与网络通信的复杂系统，随着网络控制系统应用领域的逐步扩大，TrueTime很难有效地仿真各种复杂网络控制系统[46]。
4．3 一致性算法的仿真结果
我们做如下系统一致性的仿真：
该系统由10个节点组成。每个节点的动态用如下方程给出：

其中x为一n文的向量，表征每个状态，A为系统参数，u为控制量。对于一般的一致性系统，A往往假设为零矩阵。
在仿真结构中，每个节点将自身的状态通过无线网络传输给控制器，控制器经过计算得出控制指令，再通过无线网络传回节点。这里仿真的目的是看，在信号传输存在网络延迟和丢包的情况下，系统各个节点间是否能达到一致。
4.3.1 基于无线网络下的一致性算法仿真
本小节将应用Matlab工具对拥有单个虚拟领导者的一致性算法算法在无线网络的情况下进行数值仿真，利用Matlab建立一个一致性控制仿真平台，对理论结果进行验证。
（1）一致性算法初始化
Matlab仿真程序如下：
clear all;
clear;

global SensorPeriod;
global Errordata;
global Buffur;
global BuffurLength;
global SendFlag;
global PacketLabelNode01;
global PacketLabelNode02;
global PacketLabelNode03;
global PacketLabelNode04;
global PacketLabelNode05;
global PacketLabelNode06;
global PacketLabelNode07;
global PacketLabelNode08;
global PacketLabelNode09;
global PacketLabelNode10;
global G;

PacketLabelNode01=0;
PacketLabelNode02=0;
PacketLabelNode03=0;
PacketLabelNode04=0;
PacketLabelNode05=0;
PacketLabelNode06=0;
PacketLabelNode07=0;
PacketLabelNode08=0;
PacketLabelNode09=0;
PacketLabelNode10=0;

G=[-5 1 1 1 1 1 0 0 0 0;                %网络连接权值
     1 -5 1 1 1 0 0 0 0 1;
     0 1 -6 1 1 1 1 1 0 0;
     0 0 0 -5 1 1 1 1 1 0;
     0 1 1 1 -5 1 1 0 0 0;
     1 0 1 0 1 -5 1 1 0 0;
     1 1 0 1 0 1 -7 1 1 1;
     0 0 0 0 1 1 1 -5 1 1; TrueTime网络环境下复杂系统一致性的仿真(11):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_2164.html