第1章 引言 1
1.1 网络控制系统 1
1.2 基于互联网的控制系统 2
1.3 NCS/ICS的挑战 3
1.4 本书的目的 4
参考文献 4
第2章 基于互联网的控制系统需求分析 5
2.1 引言 5
2.2 需求分析 5
2.3 基于互联网的控制系统功能模型 7
2.4 信息系统框架 9
2.5 信息系统框架可能的实现形式 11
2.6 小结 12
参考文献 12
第3章 基于互联网的控制系统结构设计 14
3.1 引言 14
3.2 传统的双向远程操作系统 14
3.3 基于互联网的远程控制 17
3.4 基于互联网的控制系统规范结构 20
3.5 小结 22
参考文献 22
第4章 基于Web的用户界面设计 23
4.1 基于Web的用户界面特点 23
4.2 多媒体用户界面设计 23
4.3 应用实例 25
4.3.1 系统结构 25
4.3.2 设计原则 26
4.3.3 系统实现 27
4.4 小结 28
参考文献 28
第5章 基于互联网的实时数据传输 30
5.1 实时数据处理 30
5.1.1 实时数据传输的特点 30
5.1.2 小型和大型数据 31
5.2 基于XML的数据封装 33
5.2.1 结构映射 33
5.2.2 数据映射 34
5.3 实时数据传输机制 35
5.3.1 基于RMI的数据传输结构 35
5.3.2 数据对象优先级 36
5.4 应用实例 38
5.4.1 系统描述 38
5.4.2 数据传输的优先级 39
5.4.3 系统实现 40
5.4.4 仿真结果及分析 41
5.4.5 基于RMI数据传输的优点 43
5.5 小结 43
参考文献 44
第6章 从网络角度处理网络传输延迟和数据丢失 45
6.1 基于互联网的控制对网络基础架构的要求 45
6.2 互联网通信的特点 46
6.3 TCP和UDP的对比分析 47
6.4 面向基于互联网控制的网络基础架构 48
6.4.1 实时控制协议 49
6.4.2 服务质量管理和时间同步 50
6.5 基于互联网的控制系统典型实现 51
6.5.1 实验设置 51
6.5.2 系统实现 53
6.6 小结 55
参考文献 56
第7章 从控制的角度处理网络传输延迟和数据的丢失 57
7.1 克服网络传输延迟 57
7.2 操作员位于远程的控制结构 58
7.3 带可变采样周期的基于互联网的控制 59
7.4 多速率控制 60
7.4.1 过程控制中的双层结构 60
7.4.2 多速率控制 61
7.5 时滞补偿器设计 63
7.5.1 反馈通道的补偿 64
7.5.2 前馈通道的补偿 65
7.6 仿真研究 66
7.6.1 多速率控制方案的仿真 66
7.6.2 采样周期为变量的时滞补偿器仿真 67
7.7 实验研究 73
7.7.1 虚拟监督参数控制 73
7.7.2 双速率控制的时延补偿 77
7.8 小结 82
参考文献 82
第8章 基于互联网的多速率SISO控制系统设计 84
8.1 引言 84
8.2 离散时间的多速率控制方案 85
8.3 设计方法 86
8.4 稳定性分析 88
8.5 仿真研究 89
8.6 实时应用研究 91
8.7 小结 94
参考文献 94
第9章 基于互联网的多速率MIMO控制系统设计 96
9.1 引言 96
9.2 系统建模 97
9.2.1 状态反馈控制 98
9.2.2 输出反馈控制 98
9.3 控制器设计 99
9.4 稳定性分析 101
9.5 设计过程 103
9.6 基于模型的时滞补偿 104
9.6.1 反馈通道传输延迟的补偿 106
9.6.2 前馈通道传输时滞的补偿 107
9.6.3 远程控制器的状态反馈控制统一形式 107
9.7 仿真研究 108
9.8 小结 110
参考文献 111
第10章 系统安全性和保密性 112
10.1 引言 112
10.2 安全性和保密性的相似性 112
10.3 保密性检查的框架 113
10.3.1 阻止可能的恶意攻击的系统框架 113
10.3.2 基于“What-If”的保密性检查框架 114
10.4 控制命令传输保密性 117
10.4.1 混合算法 117
10.4.2 实验研究 118
10.5 安全性检查 119
10.6 应用实例 122
10.6.1 保密措施 122
10.6.2 安全性检查 123
10.7 小结 124
参考文献 124
第11章 基于互联网的远程控制性能监测与维护 126
11.1 引言 126
11.2 性能监测 127
11.2.1 数据的采集与存储 127
11.2.2 数据分析和性能辨识 128
11.2.3 性能监测的类别 128
11.3 控制系统的性能监测 129
11.3.1 控制性能监测的通用原则 129
11.3.2 控制性能指标和广义似然比检验 130
11.3.3 性能补偿器设计 132
11.4 远程控制性能维护 134
11.4.1 远程维护的架构 134
11.4.2 后端系统的实现 135
11.4.3 前端系统的实现 136
11.5 应用实例 137
11.5.1 系统描述 137
11.5.2 故障设置 138
11.5.3 故障补偿 140
11.6 小结 141
参考文献 142
第12章 基于互联网的远程控制系统的设计与实现 143
12.1 引言 143
12.2 实时控制系统的生命周期 144
12.3 集成环境 145
12.3.1 现实世界与虚拟世界的交互 145
12.3.2 可用的集成框架 146
12.3.3 通用集成环境的结构 150
12.4 通用集成环境的典型实现 151
12.4.1 设计工作台 152
12.4.2 投运新设计的控制器 155
12.4.3 集成环境下的合作 157
12.5 应用实例 158
12.5.1 工作台测试 159
12.5.2 工作台上测试水箱模型和控制器 160
12.5.3 新设计的控制器的安装 161
12.6 小结 163
参考文献 164
第13章 结论 166
13.1 总结 166
13.2 未来的工作 167
参考文献 168
致谢 169