网络控制系统传输网络相关控制模式的研究

论文摘要

网络控制系统是指控制回路通过实时网络进行闭合的反馈控制系统。控制系统的网络化程度是工业自动化的关键，是衡量一个国家工业水平的重要指标。网络控制是控制科学与飞速发展的计算机网络及通讯技术相结合的产物，信息的网络化和智能化使网络控制系统中存在一些亟待解决的问题，如网络传输延迟、数据包丢失、数据包在传输过程中发生排列顺序混乱等。控制网络中存在的上述问题将导致控制信号或反馈信号的时延，该时延将降低控制系统的性能，甚至使控制系统不稳定。因此，控制系统的网络化是对已有控制理论和控制模式的巨大挑战，又极可能衍生出新的控制模式和控制方法。本文提出了一种解决基于Internet的网络控制系统相关问题的创新控制模式，以多中心化的网络节点架构为背景，以系统集成思想为依据来解决上述控制网络存在的问题，将平面网络提升到层次网络的概念。本文提出的多路径数据传输模式为具有功能自治特性的对等网络节点设置了“路由管理”和“数据传输”两类功能，由网络中的路由管理器节点为传输数据的节点提供明确的路径指示，实现快速选择数据传输路径和以多条指定路径同时向目标节点并发数据的功能，同时建立存放网络链路属性的路径信息数据库，从而形成一个新式的控制网络数据传输模式。本文对相关的控制科学与网络通信等多项技术进行了认真的研究，并用JAVA语言编写了一个描述多路径数据传输模式的软件模拟原型以实现其工作过程，为在实际网络中推行该模式提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 网络控制系统概述
• 1.2 网络控制系统的特点和研究分析
• 1.3 网络控制系统的传输网络问题
• 1.4 主要工作和论文结构
• 第2章 网络控制系统的传输网络
• 2.1 控制网络结构
• 2.2 基于INTERNET的网络控制系统存在的问题
• 2.2.1 网络延迟问题
• 2.2.2 数据包丢失和乱序问题
• 2.3 网络传输服务质量分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 控制网络多路径传输模式的相关原理
• 3.1 多中心化的对等网络模式
• 3.1.1 对等网络结构特征
• 3.1.2 对等网络节点路由机制
• 3.2 网络传输原理及互联技术
• 3.2.1 网络的体系结构
• 3.2.2 TCP/IP模型
• 3.2.3 网络通信原理及Socket套接字
• 3.2.4 路由技术原理
• 3.3 网络管理与系统集成
• 3.4 本章小结
• 第4章 控制网络多路径数据传输模式的软件模拟原型设计
• 4.1 多路径数据传输模式的提出
• 4.1.1 与现有NCS技术不同的方案
• 4.1.2 基于网络系统集成的研究目标
• 4.1.3 多路径传输模式的设计概要
• 4.2 多路径数据传输模式的描述
• 4.2.1 系统的体系结构模型
• 4.2.2 路由管理器
• 4.2.3 数据传输节点
• 4.2.4 路径信息库
• 4.3 多路径数据传输模式的软件模拟原型
• 4.3.1 模拟原型概述
• 4.3.2 模拟原型的设计
• 4.3.3 模拟节点之间的数据收发流程
• 4.3.4 系统模拟实现图
• 4.4 本设计与相关技术的联系
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果