33、工业系统分布式控制与仿真技术解析

工业系统分布式控制与仿真技术解析

1. 无线通信架构与网络控制系统研究

近年来，无线传感器网络的可靠性、安全性、实时性等参数愈发重要。为此，一种新的无线通信架构被提出，其主要目标有两个方面。
- 无线HART网络模拟器的实现 ：该模拟器用C++编写，并通过S函数与MATLAB接口，方便用户使用。此外，TrueTime库增加了使用此模拟器的功能，为用户模拟不同无线场景提供了强大工具。
- 无线HART网络中的延迟补偿研究 ：该协议可实现网络中所有设备的同步。但如果控制器不在无线网络中，就无法保证与其他设备同步。这种情况下，若控制器时钟受漂移影响，控制回路会引入可变延迟，降低系统性能，甚至导致系统不稳定。

同时，还有关于网络控制系统（NCS）的多项研究。例如，提出了用于NCS仿真的框架，通过基于代理的设计模拟网络上的数据分组传输；对NS - 2.26网络模拟器进行扩展，修改用户数据协议（UDP）公共头以支持应用数据传输；研究了开环稳定LTI过程在网络环境中的离线识别问题，并开发了改进的简化精炼工具变量方法解决该问题；还研究了NCS中数据流的TCP/IP通信问题，基于慢启动理论给出分析模型，并使用OPNET软件建立仿真模型。

2. 仿真环境与工具

设计实时控制系统本质上是一个协同设计问题，网络协议的选择会影响控制设计，控制回路的带宽要求也会影响CPU和网络速度的选择。像Jitterbug这样的分析工具可用于计算线性控制系统在各种定时条件和模型表示下的二次性能准则，还可使用随机定时模型描述系统执行情况。基于这些信息，用户可使用TrueTime等仿真工具进行多任务实时内核