一种网络化系统集成优化控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种网络化系统集成优化控制系统。包括传感器、控制器和执行器，所述执行器用于连续时间受控对象的数据采集；所述控制器与执行器之间通过通信网络进行数据的传输和接收；所述连续时间受控对象通过传感器将采集的数据通过通信网络传输到控制器。本发明专利技术通过控制器将控制信号通过在通信网络上的传输队列，再将数据传输到执行器，并在执行器上的接收队列进行排队；连续时间受控对象将采集的数据反馈到控制器，通过传感器将数据在通信网络上的传输队列，通讯网络再将数据传输到控制器，在控制器的接收队列进行排队，进而对该系统进行优化控制；具有数据采集和传输效率高，优化系统简便快捷，具有实时性、最优性、收敛性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于系统集成
，特别是涉及一种网络化系统集成优化控制系统。
技术介绍
复杂系统的优化控制问题是近年来研究工作的热点之一，传统的动态大系统递阶控制都是在精确模型的前提下获得的，然而许多实际系统的数学模型仅仅是实际的某种近似，精确模型难以获得，从而难以获得实际系统的最优控制。复杂系统往往具有分布的区域性和网络性等特征。网络化系统是指网络化的复杂系统，即网络环境下的复杂系统，其特征是通过计算机络将各子系统相连构成一个网络化的复杂大系统，网络环境可以是局域网或是btemet网络。随着计算机网络及其技术的发展，网络通讯技术得到了极大的提高，网络的规模也得到了大大地提升，使得原来分散较难实现的数据输出和交换，可以在一个“贯通”的网络环境中实现，其信息的传输均依赖网络进行。实际系统中的优化问题无处不在，同时由于计算机网络及其技术的发展，使得分散的、具有区域特征的复杂系统形成了具有鲜明特征的网络化系统。网络化控制系统NCS(NetworkedControlSystems),又称集成通讯与控制系统ICCS(IntegratedCommunicationandControlSystem)。一般认为ICCS是一种全分布式、网络化实时反馈控制系统，是将控制系统的传感器、控制器、执行器等单元通过通讯网络连接起来形成闭环的分布式控制系统。其涵盖了两方面的内容：系统节点的分布化和控制回路的网络化。这种网络化的控制模式具有信息资源能够共享、连接线数大大减少、易于扩展、易于维护等优点，但由于网络中的信息源很多，信息的传送药分时占用网络通讯资源，而网络的承载能力和通讯带宽有限，必然造成信息的冲撞、重传等现象的发生，使得数据在传输过程中不可避免地存在时延。时延由于受到网络所采用的通讯协议、负载状况、网络速率以及数据包大小等情况到影响，呈现出或固定或随机，或有界或无界的特征，从而导致控制系统性能下降甚至不稳定，也给控制系统的分析和设计带来困难。网络给NCS带来的主要问题包括：时延采样时刻和执行器响应时刻间出现了不可忽略的滞后；在某时间间隔内存在于时间相关的抖动；由于数据包在网络中传输发生丢失或冲突，导致时延增大甚至系统失稳。NCS的性能不仅依赖于控制策略及控制律器的设计，而且受到网络通讯和网路资源的限制。信息调度应尽可能避免网络中信息的冲突和拥塞现象的发生，从而大大提高网络化控制系统的服务性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种网络化系统集成优化控制系统，通过控制器将控制信号通过在通信网络上的传输队列，再将数据传输到执行器，连续时间受控对象将采集的数据反馈到控制器，通讯网络再将数据传输到控制器，进而对该系统进行优化控制，解决了现有的网络系统集成中数据包在网络中传输发生丢失或冲突，导致时延增大甚至系统失稳问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种网络化系统集成优化控制系统，包括传感器、控制器和执行器，所述执行器用于连续时间受控对象的数据采集；所述控制器与执行器之间通过通信网络进行数据的传输和接收；所述连续时间受控对象通过传感器将采集的数据通过通信网络传输到控制器。优选地，所述通信网络上还传输有其他终端的数据流；所述其他终端包括PC机或手机或平板。本系统的原理为：NCS中的控制时延主要包括：采样器和控制器之间的通讯时延；控制器和执行器之间的通讯时延；控制器的执行时间。针对时间驱动的NCS，假定传感器、控制器和执行器的采样速率是一致的，采用单率采样系统，对于NCS，由于节点的分散化，单一的采样速率不符合实际情况，多率采样是符合实际系统真实情形。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术在控制器将控制信号通过在通信网络上的传输队列，产生随机时延；然后通讯网络再将数据传输到执行器，并在执行器上的接收队列进行排队；连续时间受控对象将采集的数据反馈到控制器，通过传感器将数据在通信网络上的传输队列，并产生随机时延；然后通讯网络再将数据传输到控制器，在控制器的接收队列进行排队，进而对该系统进行优化控制。2、本专利技术的网络化系统集成优化控制具有数据采集和传输效率高，优化系统简便快捷，具有实时性、最优性、收敛性。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种网络化系统集成优化控制系统图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，本专利技术为一种网络化系统集成优化控制系统，包括传感器、控制器和执行器，执行器用于连续时间受控对象的数据采集；控制器与执行器之间通过通信网络进行数据的传输和接收；连续时间受控对象通过传感器将采集的数据通过通信网络传输到控制器。其中，通信网络上还传输有其他终端的数据流；其他终端包括PC机或手机或平板。在控制器将控制信号通过在通信网络上的传输队列，产生随机时延；然后通讯网络再将数据传输到执行器，并在执行器上的接收队列进行排队；连续时间受控对象将采集的数据反馈到控制器，通过传感器将数据在通信网络上的传输队列，并产生随机时延；然后通讯网络再将数据传输到控制器，在控制器的接收队列进行排队，进而对该系统进行优化控制。NCS中的控制时延主要包括：采样器和控制器之间的通讯时延；控制器和执行器之间的通讯时延；控制器的执行时间。针对时间驱动的NCS，假定传感器、控制器和执行器的采样速率是一致的，采用单率采样系统，对于NCS，由于节点的分散化，单一的采样速率不符合实际情况，多率采样是符合实际系统真实情形。值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本专利技术的保护范围。另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。以上公开的本专利技术优选实施例只是用于帮助阐述本专利技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该专利技术仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本专利技术的原理和实际应用，从而使所属
技术人员能很好地理解和利用本专利技术。本专利技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络化系统集成优化控制系统，包括传感器、控制器和执行器，其特征在于：所述执行器用于连续时间受控对象的数据采集；所述控制器与执行器之间通过通信网络进行数据的传输和接收；所述连续时间受控对象通过传感器将采集的数据通过通信网络传输到控制器。

【技术特征摘要】
1.一种网络化系统集成优化控制系统，包括传感器、控制器和执行器，其特征在于：所述执行器用于连续时间受控对象的数据采集；所述控制器与执行器之间通过通信网络进行数据的传输和接收；所述连续时间受控对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，
申请(专利权)人：安徽扬远信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34