网络远程控制系统仿真平台设计与实现
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摘要
网络远程控制系统的出现体现了自动控制技术与计算机网络技术的学科的交叉，网络技术在社会各个领域已经得到了广泛的应用，其在控制领域的应用，本质上是计算机网络技术向自动化控制技术的映射，这种映射的结果便是网络远程控制系统研究领域的诞生。
本论文首先介绍了网络远程控制的两种控制方式：远程监控和网络闭环控制。为了对这两种控制方式分别进行分析与仿真，并重点分析时延对网络闭环控制系统的影响，完成了网络远程控制系统仿真软件的设计与实现，搭建了基于真实网络的仿真平台用以理论研究。仿真软件采用的是Client／Server模型结构，在逻辑上分为客户机端和服务器端两大部分。经过实验，证明了仿真平台的有效性并得出了仿真结果。
The appearance of Networked Tele-control System materialized the cross of two subjects between automatic control technology and computer network technology. Network technology has had extensive application in many fields of the society. The application of network technology in the control field was essentially the mapping from computer network technology to automatic control technology, which resulted in the naissance of a researching field, that's the researching of Networked Tele-control System.
The two control modes of Networked Tele-control System were introduced, i.e. remote monitoring and networked closed-loop control. In order to analyze and simulate the two control modes respectively, and to analyze the impact of time-delay to networked closed-loop control, the simulation software of Networked Tele-control System was designed and realized. A simulation platform based on real network was built for the researching of theory. The simulation software was based on Client/Server model, which was divided into two parts in logic, Client terminal and Server terminal. Through experiment, the validity of the simulation platform was proved and the result of simulation was analyzed.
本论文首先介绍了网络远程控制的两种控制方式：远程监控和网络闭环控制。为了对这两种控制方式分别进行分析与仿真，并重点分析时延对网络闭环控制系统的影响，完成了网络远程控制系统仿真软件的设计与实现，搭建了基于真实网络的仿真平台用以理论研究。仿真软件采用的是Client／Server模型结构，在逻辑上分为客户机端和服务器端两大部分。经过实验，证明了仿真平台的有效性并得出了仿真结果。
The appearance of Networked Tele-control System materialized the cross of two subjects between automatic control technology and computer network technology. Network technology has had extensive application in many fields of the society. The application of network technology in the control field was essentially the mapping from computer network technology to automatic control technology, which resulted in the naissance of a researching field, that's the researching of Networked Tele-control System.
The two control modes of Networked Tele-control System were introduced, i.e. remote monitoring and networked closed-loop control. In order to analyze and simulate the two control modes respectively, and to analyze the impact of time-delay to networked closed-loop control, the simulation software of Networked Tele-control System was designed and realized. A simulation platform based on real network was built for the researching of theory. The simulation software was based on Client/Server model, which was divided into two parts in logic, Client terminal and Server terminal. Through experiment, the validity of the simulation platform was proved and the result of simulation was analyzed.
引文
[1] 熊诚峰，王旭永．基于Internet的远程控制网络．自动化仪表．2001，22(4)：4-6
[2] 顾洪军，张佐，吴秋峰．网络控制系统的机理描述模型．控制与决策．2000，15(5)：634-635
[3] 任长清．基于因特网的机械运动远程控制系统的基础研究．博士学位论文．北京理工大学．2002．7
[4] 朱晓蕾．基于交流伺服控制器的远程控制系统的研究．硕士学位论文．北京科技大学．2003．3
[5] 邓志良，姜文刚，谢成祥．数字伺服系统的Internet远程控制研究．工矿自动化．2002(6)：7-9
[6] P. Bauer, M. Schitiu, C. Lorand, K. Premaratne. Total Delay Compensation in LAN Control Systems and Implications for Scheduling. Proceeding of the American Control Conference. 2001(6): 4300—4305
[7] Zhang Wei, Michael S.Branicky, Stephen M.Philips. Stablility of Networked Control Systems. IEEE Control Systems Magazine. February 2001(21): 84-99
[8] 于之训，陈辉堂，王月娟．基于Markov延迟特性的闭环网络控制系统研究．控制理论与应用．2002，19(2)：263-267
[9] 任长清，吴平东，王晓峰等．基于互联网的液压远程控制系统延时预测算法研究．北京理工大学学报．2002，22(1)：85-89
[10] 王晓峰，吴平东，任长清等．基于TCP／IP网络的远程伺服控制系统中的动态模糊控制器．计算机应用．2002，22(11)：83-85
[11] 胡道元．计算机局域网．第3版．北京：清华大学出版社．2002
[12] 王达．计算机网络远程控制．北京：清华大学出版社．2003．6
[13] 刘轰．基于Internet的远程监控系统及研究．硕士学位论文．河海大学．2003．3
[14] 龚海燕．基于C／S模式的网络远程监控系统．硕士学位论文．南京航空航天大学．2003．1
[15] 胡寿松．自动控制原理．第3版．北京：国防工业出版社．1994
[16] G.C.Walsh, H.Ye, and L.Bushnell. Stability analysis of networked control systems. IEEE Transon Control Systems Tech. 2002, 10 (3): 438-466
[17] 于之训．闭环网络控制的理论与实验研究．博士学位论文．同济大学．2000．8
[18] KimYH, PartkHS, KwonWH. A Scheduling Method for Network based Control Systems. Proceedings of ACC 1998. USA:IEEE, 1998.718-722.
[19] 张立宪．基于Internet的分布式实时控制系统的研究．硕士学位论文．哈尔滨工业大学．2003．7
[20] 周明天，汪文勇．TCP／IP网络原理与技术．北京：清华大学出版社．1993
[21] J.W.Park, J.M.Lee. Transmission Modeling and Simulation for Internet-Based Control. The 27th Annual Conference of the IEEE, 2001, (3): 165-169
[22] R.Oboe, F.paole. A Design and Control Environment for Internet-Based Teterobotics. The International journal of Robotics Research. 1998, 17 (4): 433-449
[23] 鲁士文．计算机通信网络基础教程．北京：科学出版社．2000
[24] MSDN(Microsoft Developer Network) Library Visual Studio 6.0版. HTML Help Control Version 4.74.8702.Microsoft Corp. 1995-1999
[25] 钟舜聪，丁康，孙智娟．MATLAB与VB混合编制信号分析与处理系统软件包．微型电脑应用．2001，17(6)：36-41
[26] 金玮，范征宇，姜新华．MATLAB的ActiveX接口．微电脑应用．1999(12)：54—56
[27] 杨晓军．网络控制分析和NCS仿真研究．硕士学位论文．南京理工大学．2002．3
[28] 陈阿林，肖丹燕，肖嵬，缪春莹．校园网的路由策略选择及实现．电讯技术．2002(6)：134-138
[29] 徐承忠，王执铨，王海燕．数字伺服系统．北京：国防工业出版社．1994
[30] 姜文刚．高速高精度数字伺服系统研制．硕士学位论文．南京理工大学．2002．3
[31] 吴建斌，夏洁武，徐明明，陈章龙．基于控制器局域网的分布式同步时钟的实现．计算机工程与应用．1999(2)：37—39
[32] 韩璞，朱希彦．自动控制系统数字仿真．中国电力出版社．1995
[33] 陈炳和．计算机控制系统基础．北京航空航天大学出版社．2001．6
[34] 薛定宇．反馈控制系统设计与分析—MATLAB语言应用．第1版．北京：清华大学出版社．2000
[35] 黄忠霖．控制系统MATLAB计算及仿真．国防工业出版社．2001
[36] 张友生．远程控制编程技术．电子工业出版社．2002．1
[37] 崔彦峰，许小荣．VB网络与远程控制编程实例教程．北京希望电子出版社．2002
[38] 林永，张乐强．Visual Basic 6.0用户编程手册．北京：人民邮电出版社．2002
[2] 顾洪军，张佐，吴秋峰．网络控制系统的机理描述模型．控制与决策．2000，15(5)：634-635
[3] 任长清．基于因特网的机械运动远程控制系统的基础研究．博士学位论文．北京理工大学．2002．7
[4] 朱晓蕾．基于交流伺服控制器的远程控制系统的研究．硕士学位论文．北京科技大学．2003．3
[5] 邓志良，姜文刚，谢成祥．数字伺服系统的Internet远程控制研究．工矿自动化．2002(6)：7-9
[6] P. Bauer, M. Schitiu, C. Lorand, K. Premaratne. Total Delay Compensation in LAN Control Systems and Implications for Scheduling. Proceeding of the American Control Conference. 2001(6): 4300—4305
[7] Zhang Wei, Michael S.Branicky, Stephen M.Philips. Stablility of Networked Control Systems. IEEE Control Systems Magazine. February 2001(21): 84-99
[8] 于之训，陈辉堂，王月娟．基于Markov延迟特性的闭环网络控制系统研究．控制理论与应用．2002，19(2)：263-267
[9] 任长清，吴平东，王晓峰等．基于互联网的液压远程控制系统延时预测算法研究．北京理工大学学报．2002，22(1)：85-89
[10] 王晓峰，吴平东，任长清等．基于TCP／IP网络的远程伺服控制系统中的动态模糊控制器．计算机应用．2002，22(11)：83-85
[11] 胡道元．计算机局域网．第3版．北京：清华大学出版社．2002
[12] 王达．计算机网络远程控制．北京：清华大学出版社．2003．6
[13] 刘轰．基于Internet的远程监控系统及研究．硕士学位论文．河海大学．2003．3
[14] 龚海燕．基于C／S模式的网络远程监控系统．硕士学位论文．南京航空航天大学．2003．1
[15] 胡寿松．自动控制原理．第3版．北京：国防工业出版社．1994
[16] G.C.Walsh, H.Ye, and L.Bushnell. Stability analysis of networked control systems. IEEE Transon Control Systems Tech. 2002, 10 (3): 438-466
[17] 于之训．闭环网络控制的理论与实验研究．博士学位论文．同济大学．2000．8
[18] KimYH, PartkHS, KwonWH. A Scheduling Method for Network based Control Systems. Proceedings of ACC 1998. USA:IEEE, 1998.718-722.
[19] 张立宪．基于Internet的分布式实时控制系统的研究．硕士学位论文．哈尔滨工业大学．2003．7
[20] 周明天，汪文勇．TCP／IP网络原理与技术．北京：清华大学出版社．1993
[21] J.W.Park, J.M.Lee. Transmission Modeling and Simulation for Internet-Based Control. The 27th Annual Conference of the IEEE, 2001, (3): 165-169
[22] R.Oboe, F.paole. A Design and Control Environment for Internet-Based Teterobotics. The International journal of Robotics Research. 1998, 17 (4): 433-449
[23] 鲁士文．计算机通信网络基础教程．北京：科学出版社．2000
[24] MSDN(Microsoft Developer Network) Library Visual Studio 6.0版. HTML Help Control Version 4.74.8702.Microsoft Corp. 1995-1999
[25] 钟舜聪，丁康，孙智娟．MATLAB与VB混合编制信号分析与处理系统软件包．微型电脑应用．2001，17(6)：36-41
[26] 金玮，范征宇，姜新华．MATLAB的ActiveX接口．微电脑应用．1999(12)：54—56
[27] 杨晓军．网络控制分析和NCS仿真研究．硕士学位论文．南京理工大学．2002．3
[28] 陈阿林，肖丹燕，肖嵬，缪春莹．校园网的路由策略选择及实现．电讯技术．2002(6)：134-138
[29] 徐承忠，王执铨，王海燕．数字伺服系统．北京：国防工业出版社．1994
[30] 姜文刚．高速高精度数字伺服系统研制．硕士学位论文．南京理工大学．2002．3
[31] 吴建斌，夏洁武，徐明明，陈章龙．基于控制器局域网的分布式同步时钟的实现．计算机工程与应用．1999(2)：37—39
[32] 韩璞，朱希彦．自动控制系统数字仿真．中国电力出版社．1995
[33] 陈炳和．计算机控制系统基础．北京航空航天大学出版社．2001．6
[34] 薛定宇．反馈控制系统设计与分析—MATLAB语言应用．第1版．北京：清华大学出版社．2000
[35] 黄忠霖．控制系统MATLAB计算及仿真．国防工业出版社．2001
[36] 张友生．远程控制编程技术．电子工业出版社．2002．1
[37] 崔彦峰，许小荣．VB网络与远程控制编程实例教程．北京希望电子出版社．2002
[38] 林永，张乐强．Visual Basic 6.0用户编程手册．北京：人民邮电出版社．2002