高速动车组列车网络控制系统仿真与建模研究

研究了高速动车组列车网络控制系统的过程数据调度及事件仲裁算法。针对高速动车组网络控制系统的特点,提出了列车网络控制系统主节点和从节点的实现算法,并利用OPNET仿真软件建立了列车网络控制系统的模型。在不同的仿真场景下运行仿真模型,通过对仿真和理论计算得到了列车通信网络协议的数据通量和端对端延时特点。针对消息数据的事件仲裁机制,通过仿真得出了不同条件下的碰撞特性。仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际高速动车组网络控制系统的设计和调试提供了依据。     

嵌入CAN节点的汽车电子节气门仿真系统

介绍了汽车电子节气门控制系统的组成及其工作原理.设计了电子节气门控制单元CAN网络通信应用层协议.在CANoe和Matlab平台上建立了嵌入CAN节点的电子节气门联合仿真系统.同时在联合仿真系统上进行了电子节气门滑膜控制算法的仿真实验,取得了对电子节气门的满意的控制效果,验证了联合仿真系统的有效性,为汽车电子控制系统的快速开发提供了一种行之有效的途径.     

基于改进Smith预估补偿的网络控制系统研究

为了有效减少网络时延对网络控制系统的影响,提出了一种新的改进Smith动态预估补偿方法,实现了将前向通路的时延从闭环回路中移到闭环回路外,将反馈通路(传感器到控制器)的时延从系统中彻底消除,无需对反馈通路实施网络调度。由于补偿模型不包含网络时延,因此无需在线测量、辨识或估计网络时延的大小,适用于网络时延是随机、时变和不确定,大于一个、甚至数十个采样周期的应用场合。基于CSMA/CD(Ethernet)和CSMA/AMP(CAN bus)网络协议,仿真研究验证了该方法的有效性。     

基于VxWorks的卫星实时数学仿真平台

介绍了一种卫星数学实时仿真平台。详细说明了仿真平台四台工控机的软硬件配置和作用。仿真平台将星载机模型和卫星其他模型分开,模拟了敏感器和执行机构与星载机之间的通信。使用了VxWorks实时操作系统和CAN总线,保证了仿真的实时性。合理地使用CAN总线、网络通信和串口通信,用于不同的通信任务,模拟了卫星的遥测遥控功能,实现了对仿真平台的监控功能。根据仿真平台的设计理念,提出了一种可以经过转换用半物理仿真的数学仿真平台。     

基于观测器的CAN网络在线时延补偿策略

网络时延问题是网络控制系统中的主要问题。为了解决网络时延给控制系统带来影响的问题,首先分析网络时延的产生及其可能的取值特性,在网络时延统计特性信息的基础上,从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出了一种基于观测器的在线时延补偿方法。通过CAN bus网络控制实验平台,分析了该补偿方法的有效性。实验结果表明,在网络延迟大的控制系统中该策略仍具有良好的控制效果。     

控制网络节点可重构协议栈的仿真研究

针对控制网络中协议异构性以及通信环境不确定性的问题,提出可重构协议栈体系结构。基于MATLAB环境下的Stateflow和Simevents工具箱,设计了一套通用的协议元件库,支持协议栈静态重构和动态重构性能的仿真研究。进一步,研究了与Simulink工具箱的接口,实现协议栈与控制对象模型的联合仿真。该方法为研究协议栈对网络控制系统的影响提供了一个良好的平台,发展和完善了协议栈可重构理论。     

基于联合仿真的液力缓速器液压控制系统研究

对某重型车辆的液力缓速器系统进行研究。依据台架试验数据和神经网络理论建立了液力缓速器数学模型。基于AMESim建立了液压控制系统模型。基于MATLAB/Simulink建立整车制动模型和PID控制器模型。通过MATLAB-AMESim联合仿真验证液压控制系统的控制性能。仿真结果表明这套液压控制系统和控制算法具有良好的恒力矩控制性能,与试验结果对比也验证了基于联合仿真的液力缓速器液压控制系统研究方法是具有实用意义的。     

串联混合电动车辆动力系统的实时仿真

论述了串联混合电动车辆动力系统仿真模型和实时仿真方法。基于MATLAB/Simulink平台,通过CAN通讯将dSPACE和xPC目标仿真环境集成,dSPACE模拟控制单元,xPC环境运行模型,一台个人计算机同时监控dSPACE和xPC环境,并且记录数据。实践表明,串联混合电动车辆动力系统模型的实时仿真明晰了系统过程,验证了实时控制算法的有效性,建立了车辆控制单元快速原型。     

网络控制系统实时仿真平台的设计与开发

网络控制系统(NCSs)是通过通信网络实现控制系统单元信息交换的分布式控制系统.由于通信网络的引入,有可能使控制系统的性能降低甚至导致系统不稳定,这些不利因素使得对网络控制系统的分析研究变得更为复杂.利用混合编程技术并搭建基于实时通信网络的仿真平台,可为网络控制系统提供有利的分析工具.最后以状态反馈控制器为仿真实例,证明该研究平台的优势及有效性.     

基于CANbus的网络控制系统仿真平台

传感器、控制器与执行器的数据经网络进行传输与交换的闭环控制系统称为网络控制系统。网络控制系统是随着计算、通信和控制发展起来的新一代控制系统。目前针对网络控制系统的研究已愈来愈受到业内人士的关注，但是大都是通过软件模拟的方法。网络控制系统作为应用型的领域，软件模拟忽略了实际中的不确定性，因此有局限性。本文介绍基于CAN总线的网络控制系统仿真平台，包括硬件和软件，在现实的网络环境下解决网络控制系统中的种种问题。同时通过一个在此仿真平台所做的实例，以证明网络引起的时延会引起控制系统的不稳定。     

模糊-GPC串级控制在网络时延控制中的应用

为了解决网络闭环非线性控制系统中的时延问题,本文提出了一种在模糊神经网络控制的基础上结合广义预测控制(GPC)处理非线性系统网络时延的方法,建立了网络控制系统的结构模型,并分析了此模型对处理非线性网络控制系统中时延问题的有效性。在MATLAB环境下对网络控制倒立摆系统进行了仿真,通过对比模糊神经网络控制与模糊-GPC串级控制的控制效果,进一步证实了此方法对非线性网络控制系统能够实现稳定控制。     

现场测控网络总线与以太网互联系统设计

针对控制网络与信息网络互联及设备远程控制的应用场合,提出了一种基于微控制器的ControlAreaNet现场总线(CAN总线)与以太网互联方案。该方案采用微控制器作为异构网络互联的网关,直接驱动IEEE802.3以太网和CAN数据链路层协议芯片并解析TCP/IP和CAN应用的上层协议,因而在无需大量资源的情况下,可获得一种高效、可靠和廉价的互联网关。通过系统扩展,可形成一个完整的CAN总线与以太网互联控制系统,实现设备远程控制和资源统一管理。给出了一个完整的CAN总线与以太网互联控制系统,实现设备远程控制和资源统一管理。给出了方案实现的具体设计思想并通过实验证明该互联方案的可靠性和有效性。     

基于Ad Hoc网络的卫星通信系统建模与仿真

将Ad Hoc网络理论与卫星通信系统相结合，提出了基于Ad Hoc网络的卫星通信系统模型。并根据此模型，利用OPNET软件构建了系统仿真框架并进行仿真．同时对时延和吞吐率进行了分析，从而得出基于Ad Hoc网络的卫星通信系统所具有的利弊。     

网络流量的神经网络自适应Smith预估补偿控制

网络的时延对基于速率反馈的ATM网络的ABR流量控制具有极大的不利影响，Smith预估补偿是克服大纯滞后影响的有效手段，然而其对时延的预估误差非常敏感，实际网络时延的不确定性往往使其难以取得满意的效果。该文将在线学习的神经网络自适应控制器与Smith预估补偿相结合，很好地克服了网络的时延及其不确定性对流量控制的不利影响，从而使信源的发送速率能快速响应网络状态的变化。与PIDSmith预估补偿控制相比，控制的适应性和鲁棒性更好，更适用于实际网络，且为保证信元不溢出及链路带宽充分利用所需的缓冲容量更低。     

带时延补偿的模糊广域阻尼控制分析与设计

研究了存在网络通信时延的电力系统的广域阻尼控制问题。首先从理想传输情况出发,设计基于Mamdani方法的模糊逻辑广域阻尼控制器;然后考虑时延对控制效果的影响,在控制器中引入模糊输入,设计带时延补偿的模糊逻辑广域阻尼控制器。时延补偿增加了控制器设计的复杂性,因此在保证系统性能无显著降低的条件下,对其模糊规则数进行简化。以4机2区域测试系统为例,利用Matlab/SimPowerSystem和TrueTime进行仿真分析,结果表明,与模糊逻辑广域阻尼控制器和传统的广域阻尼控制器相比,所设计的具有时延补偿的模糊逻辑广域阻尼控制器能有效地抑制时延对系统稳定性造成的影响。     

决策结构设计中的通信网络问题研究

为了适应从“平台中心战”到“网络中心战”的转变,研究了决策网结构设计中的网络容量分配和网络代价问题,全面提升了决策过程和决策质量,在自适应决策结构的构造过程中,根据决策员实时通信结构,建立节点间的信息传输时间模型。在满足平均网络延迟时间最小的基础上,通过计算可获得优化的通信网络容量和网络代价。该研究结果为设计优化的决策网络结构提供了保障,对于提高网络利用率、减少网络构造成本等具有较大的应用价值。     

Traffic control based on dahlin algorithm and neural network prediction in TAM networks

The propagation delay in networks has a great adverse effect on rate-based traffic control. This paper proposes the composite control based on Dab lin algorithm feedback control and neural network feedforward predictive compensation online for ABR (available bit rate) communication in ATM (asynchronous transfer mode) networks, which can overcome the adverse effect caused by the delay on the control rapidity and stability better. The theoretical analysis and simulation research show that the scheme can make sources respond to the changes of network status rapidly, avoid the congestion effectively and utilize the bandwidth sufficiently. Compared with PID (proportional-integral-derivative) control, cell loss rate is much lower, link utilization rate is much higher, and required buffer capacity is much smaller.     

一种运动控制器建模与网络控制系统仿真研究

提出了一种机理分析与系统辨识相结合的直流驱动运动控制器建模方法,并根据实测数据确定了研究对象的开环传递函数,在此基础上介绍了运用Matlab和Truetime工具箱建立运动控制器网络控制系统仿真模型的方法。通过对由CAN总线构成的运动控制器网络控制系统的仿真验证了建模方法的有效性,并对仿真结果进行了分析。