基于無線傳輸?shù)木W(wǎng)絡控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，基于網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)開始在工業(yè)控制領域廣泛應用，工控系統(tǒng)中各個控制單元之間的通信從點對點的傳輸方式轉變?yōu)榛诰W(wǎng)絡的傳輸方式。這種網(wǎng)絡控制系統(tǒng)簡化了傳感器與控制器的連接，降低了控制系統(tǒng)結構的復雜性，提高了系統(tǒng)的可靠性，但同時也給控制系統(tǒng)引入了不同形式的時間延遲，有可能對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生負面的影響。分析網(wǎng)絡延時對系統(tǒng)控制性能的影響并設法減小網(wǎng)絡延時，成為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)所面臨的首要問題?，F(xiàn)有的控制網(wǎng)絡一般基于有線傳輸

2、介質，由此帶來了地表、墻體布線和網(wǎng)絡線路維護等一系列問題，在一些設備需要較大范圍移動的場合，固定的線路也給應用帶來了很多麻煩?；跓o線傳輸?shù)木W(wǎng)絡控制系統(tǒng)，具有可移動性、組網(wǎng)方便、受地理環(huán)境因素干擾較小等突出優(yōu)點。所以研究無線環(huán)境下的網(wǎng)絡控制仍具有很大價值。 論文首先介紹了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的概念，分析了幾種常見的控制網(wǎng)絡的拓撲結構、介質訪問控制原理以及它們的適用場合。其次詳細介紹了無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)實驗平臺的建立，給出了具體設計思路，硬

3、件上采用了嵌入式微控制器驅動射頻模塊的方案，一方面模擬了控制現(xiàn)場的硬件環(huán)境，另一方面也使得無線控制網(wǎng)絡在軟件協(xié)議的編制上具有了較大的靈活性。然后分析了無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中延時的組成，給出了無線網(wǎng)絡延時性能的度量指標，分析了度量指標和網(wǎng)絡控制系統(tǒng)性能的關系。從改善系統(tǒng)的網(wǎng)絡延時性能出發(fā)，借鑒無線局域網(wǎng)技術，將基于令牌總線的拓撲結構應用于無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，從而使網(wǎng)絡的隨機延時轉換為具有時間上界的延時。分析了令牌周期與采樣的匹配問題，并對基于令