基于状态空间模型的无线网络控制仿真研究

2012年03月02日08:45:19 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：传感器

作者：赵贤林
（南京农业大学工学院）

摘　　　要：针对采用状态空间模型描述的几类无线网络控制系统，介绍了基于ＴｒｕｅＴｉｍｅ的无线网络控制系统仿真程序的设计与实现问题。首先介绍了ＴｒｕｅＴｉｍｅ工具箱的组成，然后给出了如何利用无线仿真模块实现基于状态空间模型描述的控制系统仿真方法。分别考虑当系统具有单输入多输出、网络诱导时延、数据丢包、时滞脉冲等特性时，利用ＴｒｕｅＴｉｍｅ仿真工具箱，如何建立上述系统的无线网络控制仿真模型以及如何编写相应的程序代码。根据上述不同模型的仿真可以看出，对于不同的系统，他们的初始化设置基本相同，而任务代码却有很大的差别。仿真曲线符合理论结果，说明了仿真模型和程序代码的正确性与有效性。
关　键　词：无线网络控制系统；ＴｒｕｅＴｉｍｅ仿真；丢包；时滞脉冲

引　言：无线网络控制系统［１５］（ＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓ，ＷｉＮＣＳ）是一种通过无线网络实现传感器、控制器和执行器之间数据交换的分布式实时反馈控制系统。其性能不仅取决于控制算法的设计，还决于网络资源的调度［６１０］。由瑞典Ｌｕｎｄ工学院的ＤａｎＨｅｎｒｉｋｓｓｏｎ和ＡｎｔｏｎＣｅｒｖｉｎ等学者开发的仿真工具箱ＴｒｕｅＴｉｍｅ，能够同时支持控制与实时调度，使得网络控制系统的研究更加方便。使用ＴｒｕｅＴｉｍｅ工具箱进行ＮＣＳ的仿真研究已经有了很多研究成果。文献［１１１２］研究了具有时延的网络控制系统进行仿真；文献［１３］讨论了如何实现无线网络ＰＩＤ控制的仿真问题；文献［８］实现了
具有干扰的网络控制系统的仿真；文献［９］给出了实时多任务网络控制系统的仿真。然而，以上文献主要针对被控对象的数学模型是传递函数时进行仿真研究，对状态空间模型进行仿真研究的文献却很少。本文主要讨论当系统的被控对象的数学模型是状态空间表达式时，如何使用ＴｒｕｅＴｉｍｅ来完成网络控制系统的仿真。并进一步研究了当系统中存在
网络诱导时延，数据丢包以及随机脉冲等情况下系统的仿真问题

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