网络控制系统的调度研究与仿真

【摘要】： 本文是以国家自然科学基金资助项目“实时网络控制系统中调度与控制的协同设计”为背景展开的。网络控制系统是计算机网络技术在控制领域的延伸和应用，网络资源的竞争及网络时延赋予传统的控制理论和方法新的含义和研究内容，对网络控制系统调度的研究是其中重要内容之一。论文的主要工作包括： ●首先，分析了三种主要控制网络的技术特点，对比了它们在一定网络条件下的性能指标及优缺点。然后运用TrueTime工具箱搭建了网络控制系统的仿真平台，通过对直流电机PID控制系统的仿真试验，研究了网络对于控制系统的影响； ●针对网络控制系统应用层上的调度算法，本文从静态调度算法和动态调度算法两个方向对RM调度算法、EDF调度算法、基于死区调度算法、MEF-TOD调度算法进行了研究和仿真，并分析比较了各种调度算法的优缺点及适用范围； ●本文重点研究了动静态混合调度算法，这是一种根据任务实时性要求不同分层次调度的算法。本文在分析了动静态混合调度策略工作机理和工作流程的基础上，通过仿真验证了该算法较好的弥补了现有算法在同时调度实时性不同信息时的缺陷； 对于网络控制系统应用层的调度问题，本文在分析四种不同调度算法的基础上，重点研究了动静态混合调度算法，并给出了仿真实例。结果表明：该方法既满足了控制系统的性能，又优化了网络调度，提高了网络利用率。