CAN总线网络控制系统设计及调度算法研究

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1、摘要研究网络控制系统(NetworkControlSystem)，是一种完全分布式与网络化的实时反馈控制系统，具有传输的数据量少，传输周期短，实时性高等特点。由于网络控制系统共享其物理传输介质，因此网络上的各个节点需要竞争网络的访问权取得消息的发送权，基于此需要研究网络控制系统中的消息调度管理。本文主要研究基于CAN总线的网络控制系统的设计及调度算法。论文中对通信网络CAN总线协议进行了详细的分析，搭建了一个以PC机和多节点的网络控制系统。每个节点是由ATmegal28主控制器组成，节点中集成了A／1)转换和D／A转

2、换，一个CAN通信接口。文中详细阐述了网络控制系统中控制节点的设计与实现，包括硬件设计和软件设计两部分。其次对网络控制系统调度算法进行研究，着重介绍了静态的RM调度算法和动态的EDF算法在基于CAN总线网络控制系统中的应用以及通过仿真比较这两种算法的特性。仿真结果表明动态调度算法在网络控制系统应用方面的优势。论文通过实际调试和建模仿真，形成了一个完整的网络控制系统。对于CAN总线的应用推广具有重要的价值，同时对于网络控制系统的构建和研究具有重要的意义。关键词：CAN总线；网络控制系统；ATmegal28单片机；调度；

3、TruetimeT具箱东北大学硕士学位论丈AbstractResearchoftheSchedulingAlgorithmofNetworkedControlSystemanddesignofNetworkedControlSystembasedonCANbusAbstractNetworkedControlSystemisasortofcompletelydistributed，networkedandreal-timefeedbackcontrolsystem．Differedfromthecommonnetwo

4、rksystem，messagestransmittedintheNCShavethedistinctcharacteristicofshortdatalength，shorttransmissionperiodandhighreal-time．BecauseintheNCSphysicalmediumissharedbyallthenodes，eachnodehavingmessagetotransmitmustwintheprivilegeofaccesstothemedium．Forthesereasonsth

5、enetworkcommunicationshouldbescheduledandmanaged．ThisarticlemainlyresearchesthecontrolsystembasedonCANbusandtheschedulingtheoryofNCS．First，thepaperintroducesCANbusindetail．AnditconstructsaNetworkedControlSystemwithPC．Thissystemincludesmanynodes．Everynodeinclude

6、sfourparts：D／Aconverter,A／Dconverter,CANinterfaceandATmegal28controller．TheD／Aconverterismainlyresponsibleforconvertingthedigitalsignaltoanalogsignalfortheactor．TheA／Dconverterismainlyresponsibleforconvertingtheanalogsignaltodigitalsignalfromthesenor．TheCANinte

7、rfaceismainlyresponsiblefortransformingdigitalsignalsinthenetworkedcontrolsystem．Thepaperexplainedthedesignofnode，includinghardwarepartandsoftwarepart．Second，thepaperanalysestheschedulingalgorithmofnetworkedcontrolsystem，especiallytheapplicationofstaticRManddyn

8、amicEDFalgorithm．Viathesimulation，itisdiscussedhowRMalgorithmandEDFalgorithminfluencetheperformanceofnetworkedcontrolsystems，andpresentedthesignificanceofEDFschedulingalgori