1.2 资源受限的网络控制系统的研究现状

1.3  本文的主要研究内容

经过前面的介绍，我们已经大致了解了网络控制系统，也明白了其巨大的研究价值。本文主要通过对RM（静态调度算法）和EDF（动态调度算法）的研究，介绍TOD（混合调度算法）并通过Truetime仿真平台进行仿真，比较两种算法的优劣，说明各种方法的适用范围，最后说明这两种算法的可行性。当然学术是无止境的，本文的研究也不可能尽善尽美，只希望为网络控制系统的研究尽自己的绵薄之力。文献综述

2  网络控制系统的基本问题

网路控制系统有利，当然也有弊，这些弊端我们总结如下：网络通信协议，网络诱导的时延，多包传输，丢包，数据包时许错乱，网络通信约束，网络调度等[1]。下面我们简单的介绍一下这些基本问题以便下一步更深入的研究。

2.1  网络通信协议

国际上一般把计算机通信网络划分为控制网络和数据网络。它们的共同点是都应用于数据交换，但是控制网络可以很频繁的传输小容量的数据包，而且要求实时性。数据网络则不同，它主要支持不频繁的或者突然发生的大容量的传输数据，而且没有实时性的要求。所以说控制网路的要求的实时性要比数据网络高。不同的类型都可以实现NCS，其中比较典型的有Etherenet，ControlNet和DeviceNet。不同的协议有不同的应用范围。下表给出了典型的几种。

表 2.1  不同的类型的协议要求

MAC协议 随机访问网络 循环服务网络

CSMA CSMA/CA CAN

CSMA/BA DeviceNet

CSMA/CA Ethernet

预测P-坚持CSMA/CD LonWoks

令牌 集中式令牌 FF，WorldFIP

分布式令牌 PROFIBUS，FDDI

虚拟令牌 P-NET，ControNet

TDMA TTCAN，FTTCAN TTCAN，FTTCAN，FireWire

2.2  网络诱导的时延

控制网络中引入通讯网络是一个巨大的飞跃，通讯网络把控制网络中各种智能设备以及现场设备联结起来，网络化和分布化的实现不在是理论上的可能，如此就会加强现场设备和上一级的管理设备之间的联系，可操作性会大大加强。但是由于网络的加入使得信息在传输的过程中存在着时延，这样的问题是不可避免的。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

时延这个问题是网络控制系统主要研究的问题之一。时延存在是没有办法来避免的，如以太网用的就是CSMA/CD介质存取控制（MAC）机制，这就使得本来就不确定性的网络出现随机与无界的特征；ControlNet网用的是优先级仲裁的MAC机制，它的网络时延有着固定的，有界的特征；而Devicenet网使用的是优先级仲裁MAC机制，这就可以使得拥有高优先级的数据拥有有界时延，但是低优先级的数据就不会得到保证了[41]。

时延会造成系统性能下降，因为它使系统的超调量和稳定时延增大，震荡也加剧了；同时还减小了系统的相角稳定裕度，甚至导致了系统的不稳定。如何分析处理网络实验对整个系统性能的影响是很重要的。它是网络控制系统研究的主要问题之一。