网络控制系统中控制与调度协同设计方法研究

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1、南京理工大学硕士学位论文网络控制系统中控制与调度协同设计方法研究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控制与调度协同设计”为研究背景展开的。目前，网络控制系统已成为国际学术界研究的一个热点。本文主要对网络控制系统的调度方法以及控制与调度协同设计方法进行研究。首先，对工业中常用的三种控制网络(以太网、控制网和设备网)的介质访问控制(MAc)协议进行详细分析，并对三种控制网络进行分析比较。其次，对网络控制系统的调度方法进行分析。在搭建的仿真平台上对RM和EDF调度算法在网络传输速率不同的情况下分别进行仿真比较，验证了它们各自的特点；对

2、基于死区的调度方法进行分析，通过仿夷验证该方法能够很好地提高网络控制系统的性能。最后，对网络控制系统中控制与调度协同设计方法进行重点研究。对采样周期对网络控制系统性能的影响进行分析并通过仿真验证：对基于RM调度的协同设计方法进行研究，通过仿真验证该方法既能提高网络控制系统的控制性能，又能提高网络资源的利用率；对基于时间窗口的网络带宽分配算法进行研究，通过仿真验证该方法的有效性。关键词t网络控制系统RM算法EDF算法调度协同设计南京理工大学硕士学位论文网络控制系统中控制与调度协同设计方法研究ABSTRACTT11edissertationisbase

3、dOntheproject‘'controlandschedulingco-designofnetworkedcontrolsystems"fundedbytheNationalScieIlceFoundation．Networkedcontrolsystems(NCS)isaproductthatcombinecontrolscience,computernetworkandcommunicationtechnology,andithasbeennoticedhotlyinrecentyears．Andthenthemethodsofschedu

4、ling。controlandichedulingco-designinnetworkedcontrolsystemsarestudiedinthispaper．Fwstly,Ethernet,ControlNctandDeviceNetarcthreecommonkindsofnetworksusedillindustry．Inthispa巩thesethreekindsofnetworksalecompared，andtheirMedinmAccessControl(MAC)protocolsareanalyzedindetail。Second

5、ly,schedulingmethodsofnetworkedcontrolsystemsarcresearched．RMschedulingalgorithmandEDFschedulingalgorithmaresimulatedandcomparedindifferentnetworkwansmissionspeedsongivensimulationplatformsofnetworkedcontrolsystems．AndthercsuRsprovetheircharacteristicsseparately．Duringthestudy

6、ofdeadbandsscheduling,thesimulationsprovethatthemethodofdeadbandsschedulingcanimprovethesystemperformancesverywell．Finally，themethodsaboutcontrolandschedulingco—designofnetworkedcontrolsystemsalestudied．TheeffectOnped研m卸cesofnetworkedcontrolsystemsproducedbysamplepe五odisanalyz

7、edandsimulated．Andthroughthestudyofco-designmethodbasedRMscheduling，thesimulationsprovethatthismethodnotonlycanimprovethecontrolperformanceofnetworkedcontrolsystems，butalsocanenhanceusingrateofnetworkl"esource．Atlastthenetworkbandwidthallocationa190ri血mbasedontimewindowsissmdi

8、edandsimulated．Keywords：NCSRMEDFschedulingco-designⅡ声’明本学位论文是