基于ice的网络化控制系统的研究

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1、工学硕士学位论文基于ICE的网络化控制系统的研究ResearchofNetworkedControlSystemBasedonICE赵炳楠哈尔滨工业大学2007年7月国内图书分类号：TP311.5国际图书分类号：654工学硕士学位论文基于ICE的网络化控制系统的研究硕士研究生：赵炳楠导师：曾庆双教授申请学位：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP311.5U.D.C.:654Dissertationf

2、ortheMaster’sDegreeinEngineeringResearchofNetworkedControlSystemBasedonICECandidate：ZhaoBingnanSupervisor：Prof.ZengQingshuangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：Dept.ofControlScienceandEngineeringDa

3、teofDefence：July,2007Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着计算机网络的广泛使用和网络技术的不断发展，使用专用或公用计算机网络代替传统控制系统中的点对点结构，实现传感器、控制器和执行器等系统组件之间的控制信息可以相互传递的系统，即网络化控制系统的研究正在迅速成为当前国际控制领域的一个前沿课题。同时，随着计算机领域的快速发展，带来的异构、互操作问题，也成为亟待解决的难题之一。因此

4、，研究异构环境中的网络化控制系统，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。本文首先介绍了一种中间件ICE(InternetCommunicationsEngine)，ICE是一种支持分布式体系结构和异构网络环境的中间件技术。通过对ICE技术特点的讨论和对当前几种主流中间件技术的比较，确认了ICE的技术优势。在此基础上，分析了基于ICE构建的网络化控制系统相对于传统网络化控制系统的优点，并根据多移动机器人协作系统提出了一种基于ICE实现网络化控制系统的构建方案。接着，研究了数据包丢失现象对网络化控制系统的影响。基于

5、异步动态系统的相关原理、Lyapunov稳定性定理，对同时具有网络时延和数据包丢失的网络化控制系统进行了建模、指数稳定性分析和动态输出反馈控制器设计，并通过仿真算例对上述结论进行了检验。然后，介绍了多移动机器人协作系统网络通信系统的整体设计思想、工作流程及主要模块的实现方法。基于提出的网络化控制系统的构建思想，实现了该网络通信平台的搭建。最后，在实现上述系统的基础上，构建了基于ICE的网络化控制系统的时钟同步测试平台，并对系统进行了时钟同步测试，从而检验了网络通信平台的工作能力。关键词网络化控制系统；数据包丢

6、失；ICE；时钟同步-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththewidespreadapplicationofcomputernetworksandthecontinuousdevelopmentofnetworktechnology,specialorpubliccomputernetworks,insteadofthetraditionalcontrolsystemofpeer-to-peerstructure,canexchangethecontrolinformationamon

7、gsystemcomponentslikesensor,controllerandactuator.Thisisknownasthenetworkedcontrolsystem.Andthestudyofitnowisbecomingacutting-edgeissueinthefieldofinternationalcontrol.Meanwhile,fortherapiddevelopmentofcomputerscience,theheterogeneousandinteroperableissuesh

8、avebecomethemosturgentproblemstobesolved.Therefore,thestudyofthenetworkedcontrolsystemintheheterogeneousenvironmenthasimportanttheoreticalsignificanceandbroadapplicationprospects.First,thispaperintrodu