网络控制系统调度方法的研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要网络控制系统调度方法的研究摘要目前，网络控制系统已成为国际学术界研究的一个热点。网络控制系统是控制科学、计算机及网络技术的综合应用。网络资源的竞争及网络的时延赋予了传统的控制理论和方法新的含义和研究内容，对网络控制系统调度的研究是其中重要的内容之一。～}●净一方面，体系开放、遍布全球的公用数据网络给网络控制系统带来了开放性、数字互连的特点，同时增强了系统的可靠性和容错能力；另一方面，也带来了所不希望的网络时延等。本文主要是在控制与调度协同设计的基础上，对网络控制系统的调度方法进行了研究，主要工作如下：首先，对网络控制系统的一些

2、基本概念、调度问题及调度方法的研究现状做了一个比较详细的综述。对控制网络的基本性能，以及工业中常用的三种控制网络(以太网、控制网、设备网)的介质访问控制(MediumAccessControl，MAC)协议进行了详细的分析，并对三种控制网络进行了比较：其次，对网络控制系统的调度做了介绍，分析了实时系统及其调度方法。引入TrueTtme仿真工具箱，在搭建的MATLAB仿真平台上对单调速率(RateMonotonic，RM)调度算法和最早时限优先(EarliestDeadlineFirst，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

3、它们各自的特点；接着，对网络控制系统的调度方法进行了分析，并针对EDF调度算法做了深入的研究，从EDF调度算法可调度性判定和分析入手，提出了非抢优EDF调度算法，又在此基础上做了更进一步的研究，提出了周期小于时限的EDF调度算法，并且都给出了仿真实例；最后，对网络控制系统调度与控制协同设计进行了初步的探索。为了既能满足控制系统的性能，又能优化网络调度，同时提高网络资源利用率，本文提出了网络控制系统调度的优化问题。在分析了系统采样周期对网络控制系统的影响的基础上，以优化网络控制系统性能为目标，以网络可调度性为条件，结合系统控制与网络调度，给出了网络控制

4、系统的优化模型和采样周期的求取方法，并给出了优化实例。关键词：网络控制系统；调度；TrueTimelEDF算法：非抢优；优化一II一，；t·tJ二{_嚣爱p；0●’t东北大学硕士学位论文AbstractResearchonSchedulingMethodsofNetworkedControlSystemAbstractNetworkedControlSystemONcs)a坞integrationofcontrollingscience，computingscienceandnetworkingtechnology,andithasbeennotic

5、edhotlyinrecentyears．ThecompetitionofnetworkresouIv冷andnetworkdelaybringtraditionalcontroltheoriesandmethodsnewmeamngsandresearchdirections,oBeimportantproportionofwhichisnetworkscheduling．BeingincorporatedwiththepublicdaUtnetwork,NCSbecomesanopen,digital-co删system．Italsoimprov

6、esitsreliabilityandfault-tolerantability．Onthecontrary,thepublicdatanetworkalsobringsthenetwork-inducedtimedelaywhichwedon’tdesire．Firstly,thedetailsummaryofsomebasiccontents,schedulingissuesandrecentschedulingmethodsresearchonNCSismade．Secondly,Ethernet,ControlNet,DeviceNetare

7、threekindsofnetworksusedinindustry．Thesethreekindsofnetworks8recompared,andtheirMediumAccessControl(MAC)protocolsareanalyzedindetail．Thirdly,schedulingmethodsofNCSareresearched．Technologiesforintegrationofcontrollingandschedulingareexplored．BringinTrueThnesimulationtools．RMsche

8、dulingalgorithmandEDFschedulingalgorithmaleshnulatedan