基于变采样周期的cps网络传输调度研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于变采样周期的CPS网络传输调度研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：张佳观徐久强教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学计算机软件与理论2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：高福祥赵海周长春东北大学2014年6月万方数据AThesisinComputerSoftwareandTheoryResearchonSchedulingofTransmissioninCPSNetworkBased

2、on场riableSamplingPeriodByZhangJiaguanSupervisor：ProfessorXuJiuqiangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=士匕思。学位论文作者签名：承篷他日期：1。m‘．乙f

3、学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年西学位论文作者签名：刮孙怼签字日期：uft‘．1l导师签名：签字日期：一工一万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于变采样周期的CPS网络传输调度研究摘要随着人们对物理世界智能化要求的加深，信息世界与物

4、理世界产生更多的交互，这是一个必然的发展趋势，信息物理融合系统(Cyber-PhysicalSystems，cps)正是伴随着这种趋势应运而生，它是一种将计算、通信、控制技术融于一体的新型智能复杂系统。信息物理融合系统通过传感器抓取物理世界的信息，然后传送给信息世界的控制器，控制器经过计算形成指令再传送给执行器，最终指令被反馈给物理世界，而在这个过程中，信息的传递都是经过网络进行的。本文首先综述了信息物理融合系统的理论基础和研究现状，同时比较了其与传统应用系统的区别。在此基础上，重点讨论了信息物理融合系统中的网络

5、以及影响网络性能的几种关键因素，从而引出了本文所要解决的问题：一方面，为了形成更加精确的控制命令，传感器必须更快的及时采样，另一方面，由于网络资源的限制，通过网络传送的数据又不能过多，因此我们要做的就是在网络资源和控制性能的双重约束之下对采样周期及传输调度进行优化，以更好的满足信息物理融合系统的要求。然后，本文研究了传统的调度策略在信息物理融合系统中的应用，并且在Matlab中建立了一个模型对其进行仿真比较，总结出了它们在信息物理融合系统网络传输调度中的优缺点；在前述分析的基础上，提出了一种多重优先级的调度策略，

6、使信息在网络中能够以更加灵活的方式进行传送；基于该调度策略，针对其不同组成部分的特点，提出了两种变采样周期的算法，能够同时兼顾网络资源情况和系统控制性能。最后，我们对上述策略进行了仿真分析。基于Truetime工具箱，建立了一个信息物理融合系统的仿真模型，模型中多个控制环共享一个以太网回路。通过仿真将本文的策略与传统的调度算法进行了比较分析，从而验证了本文提出的策略的有效性。关键词：信息物理融合系统；网络传输调度；控制性能；变采样周期万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonScheduli

7、ngofTransmissioninCPSNetworkBasedonVariableSamplingPeriodAbstractWiththeimprovementofpeople’Srequirementabouttheintelligenceofphysicalworld．it’Sallinevitabletrendofdevelopingtoproducemoreinteractivebetweentheinformationworldandthephysicalworld．Cyber-PhysicalS

8、ystemsareassociatedwiththistrendasdemandsofnewage．It’Sanewkindofintelligentcomplexsystemwithcomputer,communication，controllingtechnology．CPSobtainsthephysicalworld’Sinformationwithsensor,