网络控制系统的调度优化研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文网络控制系统的优化调度研究摘要网络控制系统(NetworkControlSystem简称NCS)是通过网络闭环的反馈控制系统，是一种分布式与网络化相结合的实时反馈控制系统。在NCS中，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新的研究内容。其中对网络控制系统调度优化研究是重要内容之一。本文在前人对网络控制系统调度研究的基础上，主要做了以下几方面的研究工作。(1)针对系统采样周期和网络时延对NCS的性能影响，以优化NCS的性台邑为目标，网络的可调度性和系统的稳定性为条件，结合RM调度原则，给出了NCS的

2、优化模型求取最优采样周期并给出了仿真实例。(2)针对静态调度策略难以满足信息流时变性的要求，讨论了开环动态调度策略，此类各种算法在网络负载较小时可以取得较好的调度效果。然而由于传统的开环动态调度在负载较大时环境适应能力较差，对信息流的控制具有一定的盲目性，因此进一步讨论了一种基于反馈机理的闭环调度策略，提高网络传输的可靠性和实时性，保证网络控制系统的控制性能。(3)针对以往文献中对可变的NCS时延和丢包率不能实时跟踪的不足，文中提出了基于HMM的NCS网络调度优化思想。文中采用隐马尔可夫模型对网络控制系统进行建模并应用此模型预测出下一时刻网

3、络丢包率和通过率，并将它作为网络利用率的重要参数，结合反馈调度原理在线实时调整控制任务周期，实现NCS的调度与控制集成。给出的仿真实例证明了该方法在NCS丢包和干扰较大并且传统方法不能调度时，仍可调度。最后详细介绍基于true．time网络控制系统调度研究的仿真实验平台搭建，给出仿真实例。关键词：网络控制系统，静态调度，动态调度，隐马尔可夫模型浙江工业大学硕士学位论文STUDYoNNETWORKEDCoNTRoLSYSTEM’SSCHEDULINGABSTRACTNetworkcontrolsystem(NCS)isatraditional

4、feedbackcontrolsystemclosedvianetwork,whichisasortofcompletelydistributed，networkedandreal-timefeedbackcontrolsystem．Thecompetitionofnetworkresourcesandpropagationdelayraiseanewscientificfieldwheretraditionalcontroltheoriesandmethodologyc印notbeapplied．Networkschedulingisal

5、lessent．ialpartofthisnoveldomain．Basedonexistentresultsonnetworkcontrolscheduling，themainresearchworkisasfollows：Inordertodiscusssystemsampletimeandthenetworkdelay’influenceonsystemperformanceandgetgoodperformance，ontheconditionofscheduling-availabilityandsystemstability，c

6、ombiningwithRMprinciple，theschedulingmodelisgiventocountthesamplefrequency．Atlast,theexampleispresented．BecausethestaticschedulingalgorithmisnotqualifiedfortheNCS’Srealtimefeature，SOthedynamicalgorithm，whichisprovedthatitcangetgoodperformanceinthenon-busynetworkcondition,i

7、sdiscussed．Thegeneraldynamicalgorithmcannotperformwellinthebusynetworkconditionandscheduletheinformationaimlessly．SothefeedbackdynamicalgorithmisgiventomaketheNCSmorereliableandgetgoodsystemperformance．BecausethepreviousresearchesCan’tgetthereal-timedelayandpacketlossrate，

8、theNCS’SschedulestrategiesbasedontheHiddenMarkovModelisproposed．TheHMMisproposedtomodelth