自動化專業(yè)英語教程二四

自動化專業(yè)英語教程教學(xué)課件July28,2007P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題

A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題1.課文內(nèi)容簡介：主要介紹《網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)》中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的定義、優(yōu)點、網(wǎng)絡(luò)控制帶來的特殊問題—網(wǎng)絡(luò)延時、通過通訊協(xié)議的特殊設(shè)計來解決網(wǎng)絡(luò)延時的方法和單數(shù)據(jù)包與多重數(shù)據(jù)包傳輸、丟失網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包等問題。2.溫習有關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)與設(shè)計方法方面的內(nèi)容。3.生詞與短語agilityn.

靈活，便捷jittern.抖（顫）動，顛簸destabilizev.使打破平衡，使不穩(wěn)定mediumaccesscontrol(MAC)媒質(zhì)訪問控制CSMA/BA載波偵聽多路訪問/位仲裁CSMA/CD載波偵聽多路訪問/沖突檢測ochronousn.同步的，等時的P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題4.難句翻譯[1]EthernetemploysaCSMAwithcollisiondetection(CSMA/CD)protocol.Whenthereisacollision,alloftheaffectednodeswillbackoff,waitarandomtime(usuallydecidedbythebinaryexponentialbackoffalgorithm),andretransmit,asshowninCase3ofFig.5-1A-2.以太網(wǎng)采用CSMA/CD協(xié)議，當產(chǎn)生沖突時，所有沖突節(jié)點都將避讓等待一段時間（所等待的時長是由二進制指數(shù)避讓算法決定的），然后重新發(fā)送，如圖5-2A-2中所示的第三種情況。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題5.參考譯文

A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題

控制回路通過實時網(wǎng)絡(luò)閉合的反饋控制系統(tǒng)叫作網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)定義的特點是信息（參考輸入、系統(tǒng)輸出、控制輸入等）是使用網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)組件（傳感器、控制器、執(zhí)行器等等）中進行交換。圖5-2A-1給出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和信息流。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點是減少系統(tǒng)接線，易于系統(tǒng)診斷和維護，并增加系統(tǒng)敏捷性。

圖5-2A-1典型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)配置和信息流P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題在反饋回路中加入通訊網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計變得復(fù)雜。傳統(tǒng)控制理論有許多理想的假設(shè)，比如同步控制、無信號檢測延遲、無激勵延遲等，在將它用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之前必須對其進行重新評估。特別要討論下面幾個問題。第一個問題是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的延遲（傳感器到控制器延遲和控制器到傳感器延遲），當連接到公共介質(zhì)上的裝置交換數(shù)據(jù)時，這種延遲發(fā)生。這種延遲，或恒定（令人擔憂）或不定，會降低設(shè)計時沒考慮這種延遲的控制系統(tǒng)的性能指標，甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定。其次，網(wǎng)絡(luò)可被看成由不可靠傳輸通道組成的一張網(wǎng)。一些數(shù)據(jù)包不僅有傳輸延遲，甚至會在傳輸過程中丟失。因此，必須考慮丟失的信息量對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能指標的影響程度。另一個問題是由于網(wǎng)絡(luò)帶寬和信息容量的限制，系統(tǒng)輸出可采用多個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包（所謂多重數(shù)據(jù)包傳輸）。由于網(wǎng)絡(luò)平臺對網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點的仲裁，可能性是全部/部分/沒有信息包在控制運算時間內(nèi)到達。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題分布式控制可追溯到20世紀70年代初期，當時誕生了霍尼韋爾分布式控制系統(tǒng)（DCS）。分布式控制系統(tǒng)中的控制模塊被松散地連接到一起，因為大部分實時控制任務(wù)（信號檢測、計算、激勵）在單獨的模塊中執(zhí)行。僅僅開/關(guān)信號、監(jiān)控信息、報警信息等通過串行網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。今天，借助于特定用途集成電路芯片設(shè)計和硅材料的大幅降價，傳感器和執(zhí)行機構(gòu)都可安裝網(wǎng)絡(luò)接口，因此成為實時控制網(wǎng)絡(luò)的獨立節(jié)點。因此，在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，實時檢測和控制數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要密切協(xié)作以完成控制任務(wù)?，F(xiàn)用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的候選網(wǎng)絡(luò)有DeviceNet、Ethernet和FireWire等有限幾個網(wǎng)絡(luò)。每個網(wǎng)絡(luò)有自己為特定應(yīng)用場合而設(shè)計的通訊協(xié)議。此外，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特性主要取決于網(wǎng)絡(luò)本身的性能參數(shù)，這些參數(shù)包括傳輸速率，介質(zhì)訪問協(xié)議，數(shù)據(jù)包長度等。P5U2AFundamentalIssuesinNetworkedControlSystems第五部分第二單元課文A網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的基本問題主要有兩種方法來解決網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計中碰到的這些問題。一種方法是在設(shè)計控制系統(tǒng)時不考慮數(shù)據(jù)包延遲和丟失的問題，而是設(shè)計一個使這些事件發(fā)生的可能性最小化的通訊協(xié)議。例如，當網(wǎng)絡(luò)交通超過網(wǎng)絡(luò)管理的極限時，已提出各種堵塞控制和避路算法以獲得更好的性能。另一種方法是將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和交通作為已知條件，設(shè)計詳細考慮上述問題的控制策略。為了管理延遲，可以形成基于延遲微分方程研究的控制策略。這里我們討論針對網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲和數(shù)據(jù)包丟失的分析和設(shè)計策略?，F(xiàn)在，我們將分析網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的一些基本問題，包括網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的延遲，系統(tǒng)輸入和輸出的單個數(shù)據(jù)包或多重數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的丟失。P5載U2昌A西F脾un淚da牌me天nt料al研I誦ss摔ue李s懼in根N碧et狠wo勺rk繁ed覺C仍on榴tr煙ol雀S展ys艱te資ms第五欄部分底第二款單元見課文A網(wǎng)絡(luò)久控制富系統(tǒng)陽中的畝基本犬問題圖5-速2A球-2隨機這存取歲網(wǎng)絡(luò)犁上兩看個節(jié)國點的襪時序聾圖P5虧U2久A黨F逮un葬da引me魄nt傘al責I跳ss礎(chǔ)ue挎s爐in擱N銅et侮wo衰rk何ed百C蘋on岡tr忠ol蔥S解ys斧te瞇ms第五睜部分貨第二平單元茄課文A網(wǎng)絡(luò)填控制妹系統(tǒng)狼中的雄基本閥問題網(wǎng)絡(luò)辟導(dǎo)致逢的延鑰遲在網(wǎng)絡(luò)居控制湯系統(tǒng)弟中當挽傳感寺器、經(jīng)執(zhí)行治器和控制夸器通浙過網(wǎng)忙絡(luò)交規(guī)換數(shù)殖據(jù)時葉會發(fā)喚生網(wǎng)絡(luò)型導(dǎo)致測的延巧遲?？七@種多延遲會降健低在禮設(shè)計端時沒在有考蘋慮這孩個問獅題的雙控制德系統(tǒng)跟的性微能降扎低，崗甚至會陽使系皇統(tǒng)不卷穩(wěn)定廊。圖5-2A-3按時序訪問網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點的時序圖P5塔U2遭A鎖F表un茶da燈me坡nt費al眾I粉ss金ue睜s塊in倍N等et韻wo喪rk渾ed旋C菜on柜tr赤ol叔S刮ys逼te民ms第五垮部分總第二棗單元飼課文A網(wǎng)絡(luò)豈控制擋系統(tǒng)直中的鑄基本醒問題取決抖于控蘿制網(wǎng)彼絡(luò)介限質(zhì)訪隨問控頃制協(xié)件議，桌網(wǎng)民絡(luò)導(dǎo)殲致的皺延遲嬌可以姥是常寨數(shù)，戴時變蝴。甚疫至隨疲機的蛛。介糧質(zhì)訪街問控爺制協(xié)喝議通還常分君為兩朋種：促隨機儀訪問易和按角時序羊訪問巷。載厲波偵皮聽多杜路訪睡問在憶隨機悔訪問嘗網(wǎng)絡(luò)辦中用搞的最杜多，割而令哪牌和界分時歡多路編訪問懶通常穿在按溫時序濤訪問獨網(wǎng)絡(luò)嬌中。使用茅載波帝偵聽悠多路扮訪問乳協(xié)議快的控話制網(wǎng)閉絡(luò)包洞括De礎(chǔ)vi普ce英Ne由t和Et歪he刪rn冶et。圖5-抽2A污-2給出取了這覺種網(wǎng)屢絡(luò)各耐種可舊能出糧現(xiàn)的很情況等。圖澇形描佳述了辦連續(xù)蛙傳遞肺信息茄（具引有固癢定時俱間順遍序）娃的兩廈個節(jié)蒸點。吐在載鬧波偵蹦聽多噴路訪澡問網(wǎng)父絡(luò)上窄的節(jié)配點在咽每次胸傳遞殃信息愛前監(jiān)夠視網(wǎng)析絡(luò)情攤況。港當網(wǎng)革絡(luò)時恭空閑等的，格它馬礎(chǔ)上開貴始傳子遞信翻息，油如圖5-妖2A系-2中的斜情況1所示濁。否饑則節(jié)舍點在澤網(wǎng)絡(luò)丹空閑粥前一哈直等愿待。魚當兩蔥個以惹上節(jié)歪點要慎同時羅傳遞司信息曬時，乓會發(fā)堤生網(wǎng)槍絡(luò)沖懲突。P5秀U2鞏A況F拉un所da付me駱nt并al描I驢ss診ue攻s姿in量N簡et廁wo貴rk歌ed竹C配on膏tr恭ol杯S宮ys其te哈ms第五鹿部分壤第二煎單元袋課文A網(wǎng)絡(luò)漏控制步系統(tǒng)臘中的鉛基本染問題解決掛沖突毀的方詢法依嬸賴于首網(wǎng)絡(luò)陳協(xié)議軍。De羨vi晃ce減Ne誓t是一橡種控翠制器仗局域距網(wǎng)，悠它使道用帶禍有位胸智能詞仲裁疫的載比波偵杏聽多綢路訪熊問協(xié)缺議。尾由于黎控制把器局弓域網(wǎng)晨的信嘴息是寬劃分吳優(yōu)先牛次序禍的，朱當傳稱遞沖懲突發(fā)勵生時靠，具糕有最池高優(yōu)早先級殺別的簡信息本繼續(xù)蛇傳遞煮，而奴優(yōu)先趨級別邀較低燦的信厘息的霸傳遞要被中抹斷，飯當網(wǎng)抄絡(luò)空川閑時姓再傳形遞，估如圖5-混2A甩-2中的檔情況2所示景。使布用帶落有沖箱突檢扯測的媽載波曠偵聽態(tài)多路顛訪問鹿協(xié)議恥。以圖太網(wǎng)貞采用CS恭MA他/C南D協(xié)議乘，當強產(chǎn)生勵沖突抬時，諒所有遣沖突篇節(jié)點谷都將慘避讓允等待患一段僻時間綢（所選等待剃的時夸長是化由二晴進制脅指數(shù)眉避讓風算法術(shù)決定失的）蠢，然迎后重接新發(fā)片送，思如圖5-罰2A化-2中所船示的按第三公種情標況。懲這些井類型歌網(wǎng)絡(luò)順上的壓數(shù)據(jù)因包收耀到隨橋機延霞時的理影響階，在須最壞鄰情況灰下數(shù)定據(jù)包傳的傳竭遞時各間是覺無法斑限定樂在某足一時穗間范世圍內(nèi)惱，因前此，CS舞MA網(wǎng)絡(luò)敲通常啄是一測種不屑確定扒性網(wǎng)逢絡(luò)。董但是割，如深果網(wǎng)爹絡(luò)信闖息被蹦劃分蕩優(yōu)先煙次序概，最專高優(yōu)嬸先級猶別的寺信息冰有更沃好的爹機會通及時煮傳遞努信息待。P5悠U2勉A恥F地un背da秋me虧nt撇al乖I蔑ss染ue棕s謠in弱N塔et跌wo免rk寧ed刺C賢on福tr蠢ol織S暈ys榜te宰ms第五贊部分弄第二賭單元樓課文A網(wǎng)絡(luò)涼控制努系統(tǒng)某中的撈基本刑問題令牌學(xué)傳遞胸協(xié)議瀉出現(xiàn)付在令軟牌總春線（IE逃EE標準80裹2.辣4）、欠令牌負環(huán)（IE鐘EE標準80籃2.表5）和多光纖姿分布怖式數(shù)鍬據(jù)接查口MA完C結(jié)構(gòu)蛇中，襪時分由多址石協(xié)議塘用于Fi豪re輩Wi毯re網(wǎng)絡(luò)楚。這證類網(wǎng)論絡(luò)的伸時序凈圖如傅圖5-典2A辦-3所示頑。這刻些協(xié)揭議通值過讓行網(wǎng)絡(luò)捉的每陜一個冰節(jié)點查按照忠預(yù)先邪確定抬好的譜時間姿表傳歷遞信像息從悔而消帝除了儀對共泊享網(wǎng)莫絡(luò)介憑質(zhì)的盈爭奪服。在冰令牌早總線繭中，昏令牌巖是繞配著邏狂輯環(huán)烏傳遞敗，但經(jīng)是在別令牌瓶環(huán)中海，令迅牌實惡際上狂繞著鎮(zhèn)物理計環(huán)傳楊遞。租在時藥序網(wǎng)栗絡(luò)中學(xué)，可惱以安杜排信織息的筆周期皇性傳烏遞。卸例如肺，F(xiàn)i撫re路Wi辭re網(wǎng)絡(luò)圈有一命個可冤分成美小時弟間空斯檔的詳傳遞蠶周期箭，在禽傳遞部周期紛中保癢證每釋一個壇同步趨傳遞溫有一宅個時小間空謹檔進御行傳煤遞。坐在時演序網(wǎng)兇絡(luò)中暢當?shù)葒L待令遠牌或序時間洲空檔指時產(chǎn)丑生延肚時。材當周持期性決地傳絞遞數(shù)亮據(jù)包挽時，畝等待思令牌錦或時腰間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