◆蒋海霞 童玮 杨健

基于TrueTime仿真的网络控制系统基本问题研究

◆蒋海霞 童玮 杨健

（陆军工程大学通信工程学院 江苏 210007）

网络的介入，使网络控制系统产生了一些不可避免的问题，如网络诱导时延、数据包丢失、通信协议的选取、网络调度、驱动方式等，均会影响控制系统的性能。利用TrueTime仿真工具箱，本文采用PD控制器，构建了一个以直流伺服电机为被控对象的网络控制系统仿真模型，主要研究了时延对网络控制系统性能的影响，以及在一定时延条件下，其他几个因素对网络控制系统性能的影响。

网络控制系统；时延；TrueTime仿真工具箱；系统性能

1 引言

控制系统中的传感器、控制器和执行机构等可能分布于不同的地理位置，通过网络将它们连接起来，形成全分布实时反馈闭环控制系统，称为网络控制系统（Networked Control System，以下简写作NCS）。该交叉学科是网络通信与控制理论研究领域备受关注的国际前沿性课题之一[1]。

网络控制系统发展潜力巨大。但由于网络的引入，节点通过网络交换数据时，便会产生一系列不可避免的现象，如多包传输、数据碰撞、丢包、时延、网络拥塞等问题，它们都会影响网络控制系统的性能。本文简单阐述了NCS中存在的基本问题，采用基于MATLAB环境的TrueTime仿真工具箱[2]，构建了NCS仿真模型。通过仿真分析，研究了由于网络的引入从而无法避免的时延对系统性能的影响，同时仿真分析了时延存在的情况下其他因素对控制系统性能的影响。

2 NCS基本问题分析

本文采用一种典型NCS结构[3]，以研究NCS的基本问题对控制系统性能的影响，如图1所示。……