网络控制系统中调度与控制的协同设计

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1、南京理工大学硕士学位论文网络控制系统中调度与控制的协同设计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。网络控制系统是控制科学、计算机及网络技术的综合应用。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。在前人对控制网络性能及协议层调度研究成果的基础上，本文分析了网络控制系统在应用层上的调度算法，并在搭建的虚拟平台上对多任务的网络控制系统调度进行了仿真。此外，本文对网络控制系统调度与控制协同设计新技术进行了初步探索。讨论了系统采样周期对

2、网络控制系统的影响。以优化控制系统性能为目标，以网络的可调度性为条件，结合系统控制与网络调度，给出了网络控制系统的优化模型和采样周期的求取方法，并给出了优化实例。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，提高了网络资源的利用率。关键词：网络控制系统RM算法EDF算法调度时延优化第1页南京理工大学硕士学位论文网络控制系统中调度与控制的协同设计ABSTRACTThisthesisbasedOntheproject“IntegrateddesignofControlandReal—TuneSchedulinginnetworkedco

3、ntrolsystems”sponsoredbytheNationalScienceFoundation．Networkcontrolsystem(NCS)isasyntheticapplicationwhichcombinescontrolscience，computerscienceandnetworktechnology．Thecompetitionofnetworkresourcesandpropagationdelayraiseanewscientificfieldwheretraditionalcontroltheoriesandm

4、ethodologycailbeapplied．Networkscheduling，forinstance，isaessentialpartofthisnoveldomain．Basedonexistentresultsoncontrolnetworkperformanceandschedulinginprotocollayer,thethesisanalyzestheschedulingalgorithmofnetworkedcontrolsystemsinapplicationlayer,andstructuresmulti—tasknet

5、workedcontrolsystemsforschedulingsimulationinvirtualplatform．Inaddition，thisthesisexplorestechnolo百esforintegrationofcontrolandschedulingdesign．TheinfluenceofsamplingperiodtONCSisdiscussed．Basedoncontrolperformanceoptimizationandnetworkschedulingcondition，consideringsystemco

6、ntrolandnetworkscheduling，anoptimizedmodelandsamplingperiodselectionalgorithmarepmposed．AnexampleshowsthatthealgorithmsatisfiesperformancerequirementforNCS，optimizesnetworkscheduling，andimprovesnetworkefficiency．Keywords：NCSRMEDFschedulingtimedelayoptimization第1II页声明本学位论文是我在

7、导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：荭竖凹蛑铜碍日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借调或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：斫峰"。浑铜1汨南京理工大学硕

8、士学位论文喇络控制系统中调度与控制的协同设计1绪论1．1论文研究的背景传统的集中式和集散式控制系统曾经极大地推动了控制技术的发展。但是，随着技术的发展