基于C/S构架的分布式计算机过程控制实验装置的设计

网络化控制式自动化控制系统的一个新的发展方向.设计一个实验室控制装置的网络控制系统.系统设计中采用C/S构架(客户机/服务器构架),利用VB开发并利用TCP/IP协议实现了系统的远程控制.服务器与客户机之间利用TCP/IP协议中的UDP协议进行通信,实现校园网上的过程控制实验.图1为系统总体方案图.     

基于GSM的SF_6在线净化装置远程操作控制系统研究

针对传统远程控制系统存在控制延迟时间长,无法满足对温室气体SF_6控制的时效性需要的问题,开展SF_6在线净化装置远程操作控制系统研究。通过基于GSM的数据收发装置、远程控制装置等硬件结构设计,和基于GSM的SF_6在线净化装置现场数据传输、可视化远程控制设计,完成远程操作控制系统设计。通过实验证明,该系统与传统控制系统相比可有效缩短延迟时间,更加及时地对SF_6气体进行净化处理。     

一种基于MATLAB的网络化控制系统设计方案

针对基于互联网的远程控制系统研究,给出一种采用MATLAB的网络化远程控制实验系统设计方案.系统结构包括本地可连接互联网的摄像头,基于MATLAB的远程控制器,本地控制终端和机器人等四部分.远程控制器基于MATLAB的Simulink和S-Function功能设计,能够从远程摄像头获取图像,完成控制方法运算,通过网络向控制终端发送控制命令.依据本文提出的设计方案,最终开发完成了基于MATLAB的远程控制器软件系统,该系统能够满足网络化远程控制系统研究的基本需求.     

四自由度机械臂网络化远程控制平台的设计

为进一步研究四自由度机械臂网络化远程控制系统,以四自由度机械臂为控制对象,用Visual C＋＋6.0设计基于UDP协议、Client-Server模式的远程控制程序.通过编写网络客户端和服务器端程序,构建四自由度机械臂网络化远程控制平台,并在此平台上实现局域网内远程控制四自由度机械臂抓放物块.     

基于EtherCAT和TwinCAT的微创手术机器人

在分析几种微创手术机器人控制系统架构的基础上,提出了基于Ethercat总线和TwinCAT运动控制器的控制系统架构,该系统架构采用集中式控制和分布式I/O(输入和输出).基于该控制系统提出了主从控制映射算法,编写了相应的程序,并设计了相关实验对该控制系统和控制算法的有效性进行了验证.实验结果表明:该控制系统稳定可靠,实时性强,灵活易扩展,应用于微创手术机器人系统中极具优势.     

现代测试技术实验平台研究

将计算机网络、虚拟仪器、测控技术和LabWindows/CVI编程技术等有机结合,用PC机与各种虚拟仪器构成网络连接,设计出基于网络化测控技术和虚拟仪器技术的现代测试技术实验平台,并在此基础上构建出基于Internet和GPIB总线的网络化电子测量和控制实验室,并实现对各种虚拟仪器的远程控制.该技术在我校的网络化电子测量和控制实验室已经实际应用.     

基于以太网架构的远程控制系统实验室构建

:为了解决目前高校有限的实验资源不能满足日益增多的学生对实验设备需求的矛盾,提出一种基于串口服务器的网络化开放实验室系统架构.采用以太网监控系统的通信接口和软件技术,对具有本地传统通讯串口的实验设备实施具备远程访问、监控功能的二次开发和设计,设计实现了一种基于工业以太网架构的远程开放型控制系统实验平台.系统通过对现场实验设备开发配置智能网络节点,实现了远程用户终端访问现场设备,完成命令传输及数据交换的功能.     

基于智能代理的远程控制技术研究

对智能代理技术的体系结构及关键技术进行了分析,并针对传统C/S模型的远程控制技术不足,设计和构建了一个基于多智能代理(MAS)的远程控制系统,并通过实验比较其与C/S结构系统在性能上的差别.实验结果显示,相比于C/S模型,智能代理能自主完成控制任务,减少网络通信的负担,提高客户端的使用效率,更适合解决远程控制中的灵活、复杂的问题.     

基于实时以太网的风机远程控制

针对工业现场常见的远程控制系统实时性差的问题,采用实时以太网技术和虚拟仪器相结合的方法,并结合光纤传输技术,给出了一种基于实时以太网的远程控制系统实现方法.实验结果表明,与目前常用的PLC（可编程逻辑控制器）远程控制系统相比,基于实时以太网的远程控制系统可靠性高、实时性好、抗干扰能力强,在大型工业现场的远程控制中具有较大的应用价值.     

基于嵌入式技术的网络化控制器设计

网络化控制系统是控制技术与网络化信息技术相结合的产物,已经在控制领域中得到了广泛的重视,但是实验研究的缺乏一直制约着网络化控制研究的发展.目前,网络化控制的研究大部分还只是停留在控制系统的稳定性研究、控制算法的研究等理论上的探讨.因此,该文提出一款基于嵌入式技术的高性能网络化控制器的硬件设计方法,并给出基于该网络化控制器的倒立摆网络化控制实验.在实验中,倒立摆的摆杆在垂直位置小范围内来回振动,并达到稳定状态,实验结果表明了该网络化控制器在处理控制运算算法和网络通讯方面有着优异的性能.该控制器已被成功应用于国内外多所高校实验室.     

NCSLab:完全基于Web的网络化控制系统实验室

为实现全球范围内实验资源的共享,促进自动控制理论的研究与应用,设计一个基于Web的网络化控制系统实验室NCSLab(Networked control system laboratory,http://www.ncslab.net).NCSLab采用Web浏览器、中央Web服务器与MATLAB服务器、区域实验服务器、实验台4层体系结构,为远程控制系统和网络化控制系统提供一个完全基于Web的快速设计与实现平台.研究结果表明:用户可不受时间、地点的约束,无需安装任何软件或插件,仅通过Web浏览器即可快速进行控制系统的设计、离线仿真、实时控制以及监控组态、实时监控等工作.     

主动变采样周期方法在网络化控制系统中的应用

针对基于Internet的网络控制系统中由于控制器位置变化可能导致控制性能下降甚至不稳定的问题,提出了主动变采样周期的网络化控制器设计方法. 为变采样周期的网络化控制系统建立了离散数学模型,采用Lyapunov方法给出了短延时情况下主动变采样周期网络控制系统闭环稳定的充分条件,并在倒立摆网络化控制系统中进行了实验验证. 实验结果证明了采用固定采样周期的控制器在网络位置变化后可能使系统不稳定,采用主动变采样周期的状态反馈控制方法设计的控制器在网络位置变化后仍然可以使系统稳定.      

基于PLC的双余度海底管道开孔机远程电气控制系统设计

为填补国内海底管道开孔机的空白,进行了海底管道开孔机的研制。鉴于其特殊的工作环境,需要远程控制系统对开孔机进行监控。为了解决远程控制系统所面临的可靠性、信号衰减、密封和剧烈震动的问题,设计了基于PLC和HY-TTC60的双余度远程电气控制系统。经过实验验证,该控制系统能够控制开孔机完成开孔;并能实时监视开孔机的工作状态。根据实验采集的数据判断,该控制系统精度满足设计要求。     

具有时变短时延的网络化控制系统稳定性设计

由于网络化控制系统存在网络诱导时延、数据包的丢失等问题,使得系统性能不稳定。针对这些问题,提出切换系统方法,首先建立相应网络化控制系统模型,然后基于Lyapunov不等式推导并证明使得网络化控制系统指数稳定的状态反馈控制器。实验结果表明切换系统方法取得较好的系统稳定性。     

基于Zigbee组网的智能应急灯控制系统

针对普通的照明系统一般采用照明灯和应急灯分开布置,因对应急灯的检修使得人工投入、施工成本、维护难度过大、投入时间过长.提出一种基于Zigbee组网的智能应急灯控制系统,该系统采用LED灯实现照明,交流电经过整流、处理后给LED灯供电,应急情况时电池在交流电切断后通过DC-DC升压后给LED灯供电,这样能够实现照明灯和应急灯于一体.主照明装置和从照明装置之间采用433MHz无线收发来传输控制信号和状态信息,该系统可实现一个主照明装置对多个从照明装置的控制.主照明装置可通过Zigbee实现智能应急灯控制系统的组网,从而实现对应急灯控制系统远程控制和状态读取,实现全自动应急灯自检.     

远程控制实验系统的安全保障

以倒立摆远程控制实验系统为研究基础，探讨了远程控制实验中的安全问题与解决方案．通过系统架构、系统实现、算法分析和程序设计等方面力求保障倒立摆远程控制实验系统的安全．系统实际运行结果表明，此方案有效且可靠。     

直线一级柔性连接倒立摆的网络化控制

研究网络化控制系统中网络延时补偿对系统性能的改善效果.为一级柔性连接倒立摆进行了建模并分析系统的可控性和稳定性,设计LQR控制器.实验验证了延时对系统性能和稳定性的影响;使用统计方法研究了以太网中网络延时的分布特性,实验验证了网络延时的对称性;并设计了基于改进的卡尔曼滤波器的状态预测器对网络延时进行补偿;最后实现了完整的柔性倒立摆的网络化控制系统.实验验证了改进的卡尔曼滤波器的状态预测器的有效性,系统性能得到明显改善.     

基于Web的远程控制实验系统的研究与实现

运用Asp.NET等技术并结合三层架构,提出了一种远程控制技术的在线实验系统研究方案。首先说明了该平台的应用背景和.NET的技术特点。其次提出了完整的系统结构,并且对构建该平台的关键技术进行了深入的研究。最后的实验结果表明了Asp.NET在远程控制技术中的可靠性和有效性。     

基于IA技术双控制器网络化控制系统可靠性

在用以太网作为传输媒体的计算机网络化控制系统的基础上,提出了一种基于智能代理技术有双控制器的计算机网络化控制系统.在该系统中,控制系统的各组件是安装了一定硬件和软件的计算机,它们构成一个个智能代理,多个智能代理通过协同工作来完成整个控制系统的任务,提高了系统的性能.考虑到系统中计算机控制器的重要作用和状态,建立了系统的可靠性模型,利用Markov过程理论证明了与通常网络化控制系统相比,基于智能代理技术有双控制器的计算机网络化控制系统具有更高的可靠性和安全性.     

基于以太网的现场网络化控制系统

为使分布在不同地域的现场控制设备和控制系统有机地连接成一体,达到宽广地域的远程监视与控制,提出了基于以太网的现场网络化控制系统.该系统设计采用以太网作为现场设备之间的通信网络,在研究基于以太网的现场网络化控制系统结构的基础上,开发了现场网络化控制系统可视控制组态平台和现场网络化控制系统可视监控组态平台.该系统具有成本低、结构简单、可靠性高、控制分散,可实现真正的"E网到底"控制等特点,能够组成开放式自动化控制系统;因而可克服以往集散控制系统和现场总线控制系统的局限性,大大降低控制系统的成本、提高控制系统的性能,并获得优良的性能价格比.该系统的研究与开发,可应用于缩短工业控制系统的开发周期.