網絡控制系統與應用

所属分类:人工智能  
出版时间:2008-7   出版时间:電子工業出版社   作者:關守平,周瑋,尤富強 編   页数:236  

内容概要

  《高等院校計算機系列教材︰網絡控制系統與應用》介紹了網絡控制系統研究的主要內容,包括基本概念、控制網絡、網絡調度與網絡控制等,其中重點介紹了網絡控制的基礎知識和網絡控制系統中控制器的設計方法。全書共分8章,包括網絡控制系統緒論、網絡與數據通信基礎、實時控制網絡、網絡與控制性能分析、網絡控制系統調度方法、網絡控制系統常規控制器的設計、網絡控制系統先進控制規律的設計,以及一個具體的網絡控制實驗系統研究開發的實例。《高等院校計算機系列教材︰網絡控制系統與應用》在介紹這些內容時,注意理論聯系實際,以便于讀者對網絡控制系統理論的理解與實際應用。  《高等院校計算機系列教材︰網絡控制系統與應用》可作為高等院校自動化及相關專業的本科教材,也可供研究生、科研人員及工程技術人員學習參考。

书籍目录

第1章 绪论1.1 网络控制系统基本概念1.1.1 常规控制系统与网络控制系统结构1.1.2 网络控制系统定义与特点1.2 网络控制系统的产生和发展1.3 网络控制系统中的基本问题1.4 网络控制系统的研究内容1.4.1 对网络的控制1.4.2 通过网络的控制1.4.3 综合控制第2章 网络与数据通信技术2.1 计算机网络基础2.1.1 计算机网络的形成与发展2.1.2 计算机网络的概念2.1.3 计算机网络的拓扑结构2.2 数据通信技术2.2.1 数据通信的基本概念2.2.2 数据传输2.2.3 信息交换技术2.2.4 差错检测与控制2.3 网络体系结构与协议2.3.1 网络体系结构的基本概念2.3.2 OSI参考模型2.3.3 FCP/IP协议集2.4 局域网技术2.4.1 局域网概述2.4.2 局域网访问控制方法2.4.3 高速局域网技术2.4.4 网络互连技术第3章 实时控制网络3.1 控制网络的基本概念3.1.1 工业对象对网络的基本要求3.1.2 控制网络的种类、功能和特点3.1.3 网络协议与层次结构3.1.4 控制网络的体系结构3.2 介质层与控制网络3.2.1 双绞线和其他有线介质3.2.2 无线介质3.2.3 光纤介质3.3 物理层与控制网络3.3.1 EIA RS-232物理层协议3.3.2 EIA RS-422/RS-485物理层协议3.3.3 ISO 11898物理层协议3.3.4 IEEE 802.3物理层协议3.3.5 IEEE 802.11物理层协议3.4 数据链路层与控制网络3.4.1 IEEE 802.3.MAC子层协议3.4.2 IEEE 802.4/802.5 MAC子层协议3.4.3 ISO 11898 MAC子层协议3.4.4 CC.Link MAC子层协议3.4.5 IEEE 802.11 MAC子层协议3.5 应用层与控制网络3.5.1 应用层基本控制模式3.5.2 CAN总线应用层有界网络解决方案3.6 常用网络协议的协议栈3.6.1 DeviceNet协议栈3.6.2 ControlNet协议栈3.6.3 CC-Link协议栈3.6.4 工业以太网协议栈第4章 网络与控制性能分析4.1 控制网络的动态服务性能4.1.1 网络控制系统中信息传递的时序过程与时延构成4.1.2 控制网络动态服务性能的解析分析4.1.3 控制网络动态服务性能的仿真分析4.2 网络控制系统采样周期的选择4.2.1 采样周期和控制性能关系的定性分析4.2.2 网络控制系统中采样周期的选取范围4.3 网络控制系统的稳定性分析4.3.1 网络传输时延对系统稳定性的影响4.3.2 数据包丢失对系统稳定性的影响4.3.3 同时具有时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性第5章 网络控制系统调度方法5.1 网络控制系统中的调度问题5.1.1 网络控制系统的调度5.1.2 网络调度问题中几个基本5.5 网络控制系统调度与控制的协同设计5.5.1 具有网络时延的NCS模型5.5.2 NCS采样周期的优化5.5.3 仿真实例5.6 TRUETIME仿真工具箱5.6.1 实时内核模块TrueTime Kernel5.6.2 网络模块TrueTime Network5.6.3 网络控制系统仿真第6章 网络控制系统常规控制器的设计6.1 网络服务质量对常规控制系统的影响6.2 常规PID控制器及其参数修正方法6.3 网络控制系统模糊自适应PI控制器6.3.1 模糊自适应PI网络控制器结构6.3.2 局部模糊自适应PI控制器6.3.3 全局模糊自适应PI控制器6.4 网络控制系统Smith预估控制6.4.1 Smith预估控制器的原理6.4.2 网络控制系统基本Smith预估控制6.4.3 基本Smith预估控制——改进16.4.4 基本Smith预估控制——改进26.5 基于单神经元PID的NCS Smith预估控制6.5.1 单神经元模型6.5.2 几种典型的学习规则6.5.3 单神经元的PID控制6.5.4 自适应PSD6.5.5 单神经元PID-Smith预估控制第7章 网络控制系统先进控制规律的设计7.1 极点配置设计方法7.1.1 概述7.1.2 网络控制系统的模型分析7.1.3 网络控制系统控制器的设计7.2 最优控制设计方法7.2.1 概述7.2.2 网络控制系统随机最优状态反馈控制规律7.2.3 网络控制系统随机最优状态估计7.2.4 网络控制系统随机最优控制器7.3 鲁棒控制设计方法7.3.1 概述7.3.2 模型描述与基本假设7.3.3 随机稳定与控制器设计7.3.4 H∞扰动衰减分析7.4 预测控制设计方法7.4.1 概述7.4.2 模型描述与基本假设7.4.3 GPC控制算法简介7.4.4 控制方案第8章 网络控制实验系统8.1 实验系统总体结构8.2 实验系统硬件组成8.2.1 嵌入式网络接口模块设计8.2.2 数据采集模块设计8.2.3 输出控制模块设计8.3 实验系统软件8.3.1 TCP/IP协议分析8.3.2 下位机软件系统8.3.3 上位机监控软件系统8.4 实验分析8.4.1 不同连接方式的实验8.4.2 不同网络协议的实验8.4.3 不同采样频率的实验参考文献

章节摘录

  第1章 緒論  1.2 網絡控制系統的產生和發展  最初的計算機控制系統是直接數字控制系統(DDC,Direct Digital Contr01),它在20世紀七八十年代佔據了主導地位。DDC強調計算機直接參與到對象進程的控制中,傳感器的模擬量輸出和執行器的模擬量輸入都和數字計算機點對點連接。DDC是完全集中的體系結構,全部的控制策略在一台計算機中完成。由于所有的功能集中在一台計算機中,即使計算機的一個單一的故障也會使整個系統及其所有的回路失效。  隨著控制系統規模的日益擴大及計算機技術的進一步發展,集散控制系統(DCS,Distributed Control System)產生了。DCS比DDC在控制方面有了很大的進步,因為它將控制分散在幾個小型的控制器中,而每個控制器處理部分控制回路,這樣,一個故障只會影響系統的一部分。DCS在20世紀八九十年代佔主導地位,在中國工業控制系統中得到了廣泛的應用。在DCS系統中,測量變送儀表一般為模擬儀表,控制器是數字的,因而它是一種模擬數字混合系統。傳統的DCS通常有4層結構︰第l層是設備層,第2層是I/O層,第3層是控制層,第4層是企業信息層。除了第3、第4層之間采用以太網外,其他的都是專用的網絡,控制設備及軟件也是專用的,開放程度不夠,給系統維護及升級帶來不便,難以實現各個部件間的互換與互操作,組成更大範圍信息共享的網絡系統存在很多困難。DCS在設備配置上還要求網絡、控制器、電源甚至模塊等都為冗余結構,支持無擾切換和帶電插拔。由于設計上的高要求,導致DCS成本太高。中國廣大小型生產企業還沒有DCS,只有大、中型企業使用DCS系統。……

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