Networked Control Systems With Communication Delays

Titel in Übersetzung: Vernetzte Regelsysteme mit Kommunikationsbedingten Verzögerungen

Gemith Mattathil

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Im Internet kann es aus verschiedenen Gründen wie Netzwerküberlastung, Entfernung zwischen kommunizierenden Geräten und Bandbreitenbeschränkungen zu Verbindungs- verzögerungen kommen. Dies kann zu vielen Unannehmlichkeiten und Schwierigkeiten für Benutzer, die über das Internet kommunizieren, führen. Für digitale Steuerungssysteme wird es zur Herausforderung, Prozesse in Anlagen über das Internet mit Steuerungen angemessen zu steuern und zu regeln. Diese Diplomarbeit konzentriert sich darauf, einen geeigneten digitalen Regler mit geschlossenem Regelkreis zu finden, um einen Prozess durchs Internet trotz der normalerweise vorhandenen Verzögerungen zu steuern und zu regeln. Dazu werden zunächst Internetverzögerungen beobachtet und bewertet. Diese werden von verschiedenen Standorten aus gemessen werden. Die Zeitmessungen der Verzögerungen wurden über verschiedene Entfernungen, einschließlich inter kontinentaler Verbindungen gemessen. Es wurde versucht, in ähnlichen Uhrzeiten über einen MQTT-Broker zu messen. Diese Messungen wurden anhand von Histogrammen ausgewertet. Dadurch ist es möglich, die vorhandenen Verzögerungen zu beobachten und Korrelationen zwischen den Verzögerungen und den Messparametern zu finden. Ein Experiment mit einem PI-Controller, programmiert in MATLAB, wurde eingerichtet, um ein System zweiter Ordnung in Form eines Schaltkreises mit Kondensatoren und Widerständen zu steuern. Die Kommunikation zwischen Steuerung und Anlage erfolgt über das Internet, was zu Verzögerungen bei diesem Informationsaustausch führt. Zusätzlich erfolgt beim Informationsaustausch eine Konvertierung der Kommunikationsprotokolle des Internets UDP und TCP. Die Komponenten des Zustandsvektors wurden mit einem Luenberger Beobachter ermittelt und im PI-Controller benützt. Der Fehlerwert wurde aus der Rückkopplung der Anlage berechnet. Dies liefert einen Hinweis darauf, ob das System wie erwartungsgemäß im Betrieb ist.
Titel in ÜbersetzungVernetzte Regelsysteme mit Kommunikationsbedingten Verzögerungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • O'Leary, Paul, Mitbetreuer (intern)
  • Rath, Gerhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung30 Juni 2023
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2023

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Vernetzte Regelsysteme
  • Internet der Dinge
  • kommunikationsbedingte totzeitsystem

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