Truetime网络控制系统数据包丢失的模型探讨与仿真

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摘要随着控制科学、计算机网络及通讯技术的日益发展和交叉渗透，控制系统结构越来复杂、空间分布越来越广，对系统控制性能的要求也越来越高。网络控制系统是复杂控制系统和远程控制系统发展的客观要求。网络控制系统的重要性与日俱增。本文首先介绍了网络控制系统的基本问题，分别在单包多包传输下对具有短时延和数据包丢失的网络控制系统进行建模，并分析数据包丢失对系统稳定性的影响，得到系统稳定的最大容许数据包丢失率。最后以Truetime为仿真平台建立仿真模型，通过改变数据包丢包率，分析丢包对系统产生的影响。67647

毕业论文关键词网络控制系统短时延数据包丢失单包多包

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The Model and Simulation of Packet Loss in the Network Control System

Abstract

With the development and intersection of control science, computer network and communication technology, control system structure is becoming more complex. And its space is widely distributed and the requirements for performance of the control system are increasing. Network control system is the objective requirement of the development of complex control systems and remote control systems. The importance of network control system is becoming more vital. In the first place, this paper introduces the basic problems of networked control systems and the modeling of network control systems with short time delay and data packet dropout in a single packet transmission. In addition, this paper analyzes the impact of packet loss on system stability and acquired the maximum allowable packet dropout rate under system stability. Finally, this paper took Truetime as the simulation platform to model. By changing the packet loss rate, this article analyzed influence of packet loss produced by the system.

Keywords Network control systems Short time delay

Data packet dropout Single package bag

1 引言 1

1.1 网络控制系统的产生背景 1

1.2 网络控制系统概述 2

1.3 网络控制系统的基本问题 3

1.4 网络控制系统的研究现状 6

2 网络控制系统建模 8

2.1 单边网络 9

2.2 双边网络 11

2.3 系统的稳定性 13

3 网络控制系统仿真 16

3.1 Truetime 简介 16

3.2 网络控制系统模型构建 16

3.3 仿真实验 19

结论 26

致谢 27

参考文献 28

1 引言

随着控制科学、计算机网络及通讯技术的日益发展和交叉渗透，控制系统结构越来复杂、空间分布越来越广，对系统控制性能的要求也越来越高。网络控制系统是复杂控制系统和远程控制系统发展的客观要求。它一般是大型或巨型的复杂系统，其应用范围之广，影响层面之深已经引起越来越多的关注和重视，成为控制领域研究的热点。它兼具网络和控制的特点，既是计算机和网络技术向控制领域的延伸和发展，又体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、智能化的发展趋势。计算机网络和通信技术开始更深层次的渗入自动化与工业控制技术领域。一方面，工厂的智能设备传感器、控制器和执行器分布在不同的空间，他们之间的通信需要数据通信网络实现，这是网络环境下典型的控制系统；另一方面，通信网络的控制和管理也要求更多的采用控制理论和策略。因此，对网络化控制系统的研究不仅具有一定的理论价值，更具有广阔的应用前景[1]。