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摘要通过一般的通信网络作为信号的传输媒介构成的反馈控制系统称为网络控制系统(NCS)。由于网络控制系统强大的实际应用背景，近年来受到人们的广泛关注。本文的的主要研究内容是比较状态反馈控制和PID控制算法的控制和倒立摆在网络环境下控制。20791
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首先，本文介绍了NCS的特性，研究现状和它目前存在的问题，需解决的难题。
然后，介绍了倒立摆控制系统的特性，并对倒立摆控制系统进行数学建模。随后，比较了倒立摆系统在状态反馈控制和PID控制算法下的不同的控制效果。
最后，阐述了参数的变化对系统控制性能的影响，介绍了基于Simulink的网络控制系统仿真工具TrueTime的功能、组成模块和安装步骤。在TrueTime的工作环境下，以倒立摆为控制对象研究网络控制系统仿真应用的过程。关键词网络控制系统倒立摆TrueTime工具箱
Title Title Title Title The control of the inverted pendulum system
based on network communicatio n
Abstract Abstract Abstract Abstract
Due to its strong practical application of the background ， Networked
control systems get people's comprehensive attention in recent years.
Primary study on this article is comparison of linear feedback control of
control and PID control algorithm and Inverted Pendulum control in a
network .
First of all, this article describes the characteristics of network control
systems, research present situation and its existing problems. And we
describe the current situation of Study on stable control of Inverted
Pendulum.
Then we introduce the system behavior of Inverted Pendulum control system
and model the Inverted Pendulum control system.
Subsequently, we compare the effect on State feedback control system of
Inverted Pendulum System and PID control of Inverted Pendulum System .
Finally, we describe the changes in the parameters on the performance of
the system control .We describe the function, module, uses methods and
systems simulation steps of TrueTime,which is a Network Control System
Simulation tools based on simulink.
We take Inversed Pendulum for example,to descripe the research process of
application of Network Control System Simulation .
Keywords Networked control system Inverted pendulum TrueTime Toolbox
目 录
1 绪论 . 1
1.1 背景介绍 1
1.2 本文的研究内容 1
2 网络控制系统 2
2.1 网络化控制的研究现状 2
2.2 倒立摆稳定控制研究现状 2
2.3 难点问题 3
2.4 本章小结 4
3 倒立摆控制系统 . 5
3.1 倒立摆系统特性 5
3.2 倒立摆的建模 5
3.3 倒立摆模型的仿真 7
3.4 本章小结： 11
4 两种方法的控制效果 . 12
4.1 PID 控制器设计及仿真 12
4.2 LQR 控制器设计及仿真 . 15
4.3 本章小结 17
5 基于网络通信的倒立摆系统的仿真 . 18
5.1 TrueTime 仿真简介 . 18
5.2 TrueTime 的安装 . 21
5.3 本章小结 23
6 PID 控制下网络控制系统的仿真 . 24
6.1 改变参数的倒立摆仿真 24
6.2 本章小结 34
7 状态反馈控制下网络控制系统的仿真 . 35
7.1 LQR 算法下网络控制系统的仿真 . 35
7.2 本章小结 3 8
结 论 . 4 0
致 谢 . 4 1
参考文献 . 4 2
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论
1.1 1.1 1.1 1.1 背景介绍 背景介绍 背景介绍 背景介绍
通过一般通信网络作为信号传输媒介所形成的反馈控制系统称为网络控制系统
(NCS) 。因为 NCS 强大的实际应用背景近几年来受到了人们的广泛关注。网络化的通
信方式给系统的设计和实现带来了很大的便利 , 但是与传统的控制系统相比 , 网络化