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《集散控制系統(tǒng)課程設計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、集散控制系統(tǒng)實驗報告班級:電0802-2班姓名:**學號:********—3—實驗題目分布式網(wǎng)絡伺服控制系統(tǒng)實驗目的:1.熟悉TureTime仿真軟件的安裝和基本使用操作;2.熟悉網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的仿真;3.分析網(wǎng)絡流量和調(diào)度策略對分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)時延和控制性能的影響。實驗內(nèi)容:設直流伺服系統(tǒng)的連續(xù)時間傳遞函數(shù)為:,采用四個計算機節(jié)點來實現(xiàn)該系統(tǒng),一個時間驅動的傳感器節(jié)點周期性地對過程進行采樣,并通過網(wǎng)絡把采樣結果送到控制器??刂乒?jié)點計算控制信號并把結果送到執(zhí)行器節(jié)點,產(chǎn)生連續(xù)執(zhí)行結果。還有一個節(jié)點模擬網(wǎng)絡中的額外
2、流量,并在控制器節(jié)點運行高優(yōu)先級的任務模擬網(wǎng)絡節(jié)點的任務分配。實驗步驟:1.安裝TrueTime仿真軟件包,設置系統(tǒng)環(huán)境變量,運行Matlab初始化命令;2.根據(jù)$DIR/examples/simple_pid/matlab中的直流伺服過程PID控制的實例,熟悉Truetime的仿真操作;3.按照試驗內(nèi)容建立仿真系統(tǒng),給出Simulink仿真框圖;4.首先考察沒有額外網(wǎng)絡流量,而且控制器節(jié)點也沒有額外任務的情況,觀察系統(tǒng)運行的延遲時間和控制性能,給出相關結果;5.打開額外網(wǎng)絡流量,而且控制器節(jié)點也增加額外任務,采用
3、兩種不同的網(wǎng)絡協(xié)議,和兩種不同的調(diào)度策略,觀察系統(tǒng)運行延遲時間和控制性能,給出相關結果并分析原因。實驗結果與分析:1分布式網(wǎng)絡伺服控制系統(tǒng)仿真框圖如下:—3—2仿真結果及分析:2.1設額外網(wǎng)絡流量為零(BWshare=0.0),且控制器節(jié)點也沒有額外任務的情況下,選擇網(wǎng)絡協(xié)議為:CSMA/AMP(CAN),調(diào)度策略為‘prioFP’,其輸入,輸出曲線如下圖所示:延遲時間為0.03s,超調(diào)量為20%,上升時間約為0.05s,調(diào)整時間約為0.11s,控制性能好.2.2設額外網(wǎng)絡流量為0.1(BWshare=0.1),且
4、控制器節(jié)點增加額外任務的情況下,選擇網(wǎng)絡協(xié)議為:CSMA/AMP(CAN),調(diào)度策略為‘prioFP’,其輸入,輸出曲線如下圖所示:延遲時間為0.03s,超調(diào)量為15%,上升時間約為0.05s,調(diào)整時間約為0.17s,控制性能較好.2.3設額外網(wǎng)絡流量為0.2(BWshare=0.2),且控制器節(jié)點增加額外任務的情況下,選擇網(wǎng)絡協(xié)議為:CSMA/AMP(CAN),調(diào)度策略為‘prioRM’—3—,其輸入,輸出曲線如下圖所示:延遲時間為0.03s,超調(diào)量為20%,上升時間約為0.05s,調(diào)整時間約為0.15s,控制性
5、能較好.2.4設額外網(wǎng)絡流量為0.2(BWshare=0.2),且控制器節(jié)點增加額外任務的情況下,選擇網(wǎng)絡協(xié)議為:RoundRobin,調(diào)度策略為‘prioFP’,其輸入,輸出曲線如下圖所示:延遲時間為0.035s,超調(diào)量為50%,上升時間約為0.05s,調(diào)整時間約較長,控制性能差.2.5設額外網(wǎng)絡流量為0.2(BWshare=0.2),且控制器節(jié)點增加額外任務的情況下,選擇網(wǎng)絡協(xié)議為:RoundRobin,調(diào)度策略為‘prioRM’,其輸入,輸出曲線如下圖所示:延遲時間為0.035s,超調(diào)量大于50%,上升時間約
6、為0.05s,調(diào)整時間較長,控制性能差.由以上四幅曲線圖可以看出,圖2.3和圖2.4曲線的超調(diào)量和調(diào)整時間明顯比圖2.1和圖2.2的數(shù)值大.因此當分布式網(wǎng)絡伺服控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡協(xié)議選擇CSMA/AMP(CAN)時,其控制性能明顯比選擇RoundRobin網(wǎng)絡協(xié)議的系統(tǒng)好.同時,比較圖2.1和圖2.2(或圖2.3與圖2.4)的曲線,其曲線的分布相似.綜上所述,可以得出以下結論網(wǎng)絡協(xié)議的選擇對系統(tǒng)控制性能起決定性作用,而且對于同一網(wǎng)絡協(xié)議,選擇不同的調(diào)度策略對系統(tǒng)的控制性能影響較小.—3—