网络控制系统的实时调度研究与仿真

摘要

网络控制系统是控制学科、计算机及网络技术的综合应用。然而,在网络控制系统中,仅仅以传统的方式考察系统性能是不够的,网络资源的利用和网络任务的调度都会影响网络控制系统的稳定性。因此,网络调度是网络控制系统的重要研究问题之一,网络控制系统中的调度问题主要是为了解决网络任务之间资源的竞争从而使得系统达到可调度和稳定输出的一类问题。
　　 现有的调度算法很多都是基于网络利用率小于1时的调度,而不是在总体上考虑网络控制系统所能遇到的问题,因此,本文在前人研究的基础上,首先分析了三种控制网络的优缺点,并用仿真验证了它们的在不同负载下的实时性表现。然后主要针对CAN网络,分析了网络控制系统在应用层上的调度算法。
　　 鉴于经典的调度算法都是开环调度,结合闭环调度思想,本文首先提出了一种全面考虑网络调度的综合调度算法(SSA),并在此基础上成功地搭建了反馈调度仿真平台进行验证。然后针对其中的动态采样周期算法存在的问题,本文提出了改进方法IDPA算法。最后针对SSA中的网络负载可变化且网络利用率大于1的情况,本文提出一种动态采样周期和死区反馈调度算法,通过truetime仿真平台较好地解决了此类问题。