网络控制系统变采样周期智能动态调度策略

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1、第42卷第1期四川大学学报(工程科学版)Vol.42No.12010年1月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Jan.2010文章编号:1009-3087(2010)01-0162-06网络控制系统变采样周期智能动态调度策略12*沈艳，郭兵(1.电子科技大学机械电子工程学院，四川成都610054;2.四川大学计算机学院，四川成都610065)摘要:针对

2、网络控制系统中采样周期时变不确定性对控制性能和网络运行性能的影响，提出一种基于反馈控制原理和预测机理的智能动态调度策略。该策略利用网络资源利用率、截止期错过率以及误差绝对值积分(IntegraloftheAbsoluteError，IAE)对消息进行反馈控制调度，保证网络利用率、截止期错过率以及控制性能保持在期望的范围内;利用BP神经网络对网络利用率和数据包执行时间进行预测，实时调整控制系统的采样周期，以适应网络中信息流的变化。仿真试验结果表明该调度算法既能满足控制系统的性能，又提高网络资源的利用率。关键词:网络

3、控制系统;变采样;智能动态调度;BP神经网络;反馈控制中图分类号:TP273文献标识码:AVariable-samplingPeriodIntelligentDynamicSchedulingforNetworkedControlSystems12*SHENYan，GUOBing(1.SchoolofMechatronicsEng.，Univ.ofElectronicSci.andTechnol.ofChina，Chengdu610054，China;2.SchoolofComputerSci.，SichuanU

4、niv.，Chengdu610065，China)Abstract:Inordertostudytheeffectsoftime-varieduncertaintyofthesamplingperiodoncontrolperformanceandnetworkperformanceinthenetworkedcontrolsystem，anintelligentdynamicschedulingstrategywasproposedbasedonfeedbackcontrolandpredictionmecha

5、nism.Inthisstrategy，networkresourcesutilizationanddeadlinemissrate，andIAEwereusedasfeedbackcontrolschedulingtoschedulemessages.BPneuralnetworkwasusedtopre-dictthenetworkresourceutilizationanddatapacketexecutiontimetoadjustthesamplingperiodandimprovethenetwork

6、performance.Thesimulationresultsshowedthattheschedulingalgorithmnotonlymetthecontrolperform-ance，butalsoimprovedtheutilizationofnetworkresources.Keywords:networkedcontrolsystems;variable-samplingperiod;intelligentdynamicscheduling;BPneuralnet-work;feedbackcon

7、trol在网络控制系统(NetworkedControlSystems，目前，NCS的调度策略设计主要分为2类:1)NCS)中，由于网络环节的加入，NCS的性能不仅取基于静态调度策略的设计方法，这类方法大多是离决于控制算法，同时还与网络运行性能的优劣有关。线实现的，难以适应网络中信息流的时变性;2)基因此，改善网络闭环控制系统的性能，不能仅靠控制于动态调度策略设计方法，通过在线调度网络资源，策略，良好的调度策略也是必须的。适应信息流的变化。由于第2类方法是在线执行的，能够按照控制系统的需求动态分配资源，因此，收稿

8、日期:2009－05－19与第1类方法相比，能获得更好的控制性能和网络基金项目:863国家高新技术研究发展计划(2008AA01Z105)运行性能。作者简介:沈艳(1973－)，女，副教授，博士.研究方向:网络化［1］Branichy等研究了在满足网络资源可调度性测控系统，智能仪器.*通讯联系人和系统稳定性双重约束条件下，使NCS满足性能指第1期沈艳，等:网络控制系统变采