信息物理融合系统任务调度算法研究

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1、广东工业大学硕古学位论文（工学硕±）信息物理融合系统任务调度算法研究局超ｒ＊ＩＩ．？ｉｒ：＂－．－．＇■：．？＇：ｒ．．：：．；．，．山■二〇—六年五月分类号：学校代号：Ｕ８４５ＵＤＣ：密级：学号：２１１１３０４０４４广东工业大学硕±学位论文（工学硕±）信息物理融合系统任务调度算法研究局超指导教师姓名、职称：程良伦教授学科（专业）或领域名称：控制科学与王程学生所

2、属学院：自动化学院论文答辩日期：２０１６年５月３１日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＦｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅ）ｇｇＲｅｓｅａｒｃｈ－Ｑ口ＣｂｅｒＰｈｓｉｃａｌＳｓｔｅｍｆｏｒＴａｓｋＳｃｈｅｄｕｌｉｎＡｌｏｒｉｔｈｍｙｙｙｇｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＧａｏＣｈａｏＳｕｅｒｖｓｏｒＰｒｏ＾Ｃ

3、ｈｅｎＬｉａｎｕｎｐｉｔｇｇｌＭａｙ２０１６ｃｈｏｏｏｕｔｏｍａｔＳｌｆＡｉｏｎＧｕａｎｄｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｇｙｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｄｏｎ，ＲＲ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６ｇｇ＾摘要一ｅｒ－Ｐｈｓ信息物理融合系统（ＣｙｂｙｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ，ＣＰＳ）是种信息过程和物理过程一紧密结合和协作的新型分布式智能系统，它是继云计算、物联网技术么后的新代的技术产物Ｓ、。ＣＰＷ信息为中屯，融合计算、通信和控制技术，最终为人们提

4、供灵活。、可信、高效地服务，ＣＰＳ相比传统的分布式系统更多地关注任务的优化调度与合理分配，便实现对大型复杂工程系统的实时感知和动态控制，并为用户提供灵活高效地服务。然而，ＣＰＳ物理环境的复杂性、资源强异构性、网络结构的动态拓扑性都给ＣＰＳ的任务调度带来了巨大的挑战。由于传统的调度算法无法满足ＣＰＳ的整体性能需求，本文分别从ＣＰＳ的感知和计算任务展开研巧，针对其复杂的任务提出了合理的调度算法，实现了动态资源高效组织与分配，提升了ＣＰＳ系统的整体性能。本文主要的研巧内容有：

5、（１）综合分析了ＣＰＳ的基本特征和体系结构，介绍了任务调度相关技术和传统的任务调度算法，为后面研究内容作准备。一（２）针对ＣＰＳ复杂感知任务调度问题，提出了种基于改进的粒子群的多目标优化调度算法。该调度算法保留粒子群算法收敛速度快，、效率高的特点融入自适应的莱维飞行策略来提高算法的全局寻优能力，在满足传感器任务执行时间最小的前提下，有效地实现了传感器节点的负载均衡，延长了网络生命周期。（３）为了满足任务调度的多个ＱｏＳ目标约束条件，对于ＣＰＳ繁杂计算任务调一度问题，种基于多维Ｑ

6、ｏＳ的混合调度算法提出了。该方法集成了人工峰群算法鲁棒性强、求解效率高和模拟退火算法全局搜索能力较好的双重优点，并规避了人工蜂群算法容易陷入局部最优的缺陷。仿真表明提出的算法不仅满足了用户任务的多个ＱｏＳ目标需求，而且能够有效提高任务与资源之间的映射效率。本文最后分别对Ｗ上两个算法进行了仿真和性能分析，实验表明，与传统的算，法相比较，在任务的执行时间、能量损耗方面有较好的性能并且能够满足任务调度的多个ＱｏＳ目标需求，两种算法具有可行性。关键词：信息物理融合系统；ｏＳ；任务调度负载

7、均衡；Ｑ；Ｉ广东工业大学硕去学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＣｙｂｅｒＰｈｙｓｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ（ＣＰＳ）ｉｓａｎｅｗｉｉＵｅｌｌｉｇｅｎｔｄｉｓｔｒ化ｌＵｅｄｓｙｓｔｅｍｗｈｅｒｅｔｉａｔｉｈｉｌｌｏｌｉａｃｏｌｌａｂｏｔｅｄ．ｉｎｆｏｒｍａｏｎｃｏｍｐｉｌｏｎａｎｄｓｃａｒｏｃｅｓｓｅｓａｒｅｃｓｅｃｏｍｂｎｅｄｎｄｒａ：ｐｙｐｙＩｔｉｓａｎｅｗｅ打ｅｒａｔｏｎｏｆ１：ｅｃｈｎｏｌｏｒｏｄｕｃｔｓａｆｔｅｒｔｈｅｃｌｏｕｄｃｏｍｕ

8、ｔｉｎａｎｄＩｎｋｒｎｅｔｏｆｇｉｇｙｐｐｇｔｉｈｉ打ｓｔｅｃｈ打ｏｌｏ．Ｃｅｎｔｅｒｅｄｏ打ｉ打ｆｏｒｍａｔｉｏｎＣＰＳｉｎｔｅｒａｔｅｓｃｏｍｕｔｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｎｓｇｇｙ，呂ｐｇ，ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｕｌｔｉｍａｔｅｌｒｏｖｉｄｅｓｅｏｌｅｗｉｔｈｆｌｅｘｉｂｌｅｃｒｅｄｉｂｌｅａｎｄｅｆｉｃｉｅ打ｔｓｅｒｖｉｃｅ．ｙｐｐｐ，Ｇｏｍ