摘要随着计算机技术和通信技术的快速发展，网络控制系统（NCS）逐渐取代传统点对点的控制系统，成为当今工业控制的主要手段。但是由于信息间传递需要通过共享网络，而网络带宽的限制会导致网络诱导时延、数据丢包、数据包时序错乱等问题。本文主要研究带宽受限的网络中信息的调度问题， 主要研究 RM （单调速率） 调度算法和 MEF-TOD调度算法。RM 调度算法是一种静态调度算法，根据任务周期的不同分配优先级；而MEF-TOD算法则是一种动态的调度算法，根据加权误差的大小来确定优先级。最后通过分析两个算法对应的响应曲线来比较两个算法的差别。31402
毕业论文关键词 网络控制系统 调度 RM 算法 MEF-TOD算法
Title Dynamic scheduling and controller design for resource-constrained network control system
AbstractWith the rapid development of computer technology and communication technology, networkcontrol system (NCS) gradually replaces the traditional point to point control system, becomingthe main means that today's industrial control. And the transmission between the informationneeds to share the network, but the network bandwidth constraints will lead to some networkproblems inducing delay, data packet loss,packet timing disorder, etc.This paper mainly studiesthe scheduling problems of the bandwidth constrained network, and mainly studies the RM(monotonic rate) scheduling algorithm and MEF-TOD scheduling algorithm.RM schedulingalgorithm is a static one, according to the duty cycle of the assigned different priorities; whileMEF-TOD algorithm is a dynamic one, according to the size of the weighted error to determinepriority. Finally, the difference of two algorithms is compared by analyzing the correspondingresponse curves of them.
Keywords Network control system Schedule RM algorithm MEF-TOD algorithm
目次
1绪论1
1.1网络控制系统的发展..1
1.2网络控制系统的概念和结构..3
1.3本文主要工作内容3
2带宽受限的网络控制系统仿真及分析.5
2.1网络控制系统中基本概念5
2.2TrueTime工具箱简介..6
2.3带干扰的网络控制系统建模与仿真..9
2.4本章小结..16
3RM调度算法.17
3.1网络控制系统中调度的含义17
3.2网络控制系统中的基本概念17
3.3RM静态调度算法..18
3.4RM调度算法仿真结果分析.21
3.5本章小结..21
4MEF-TOD动态调度算法..22
4.1MEF-TOD调度与状态反馈控制..23
4.2基于稳定性的MEF-TOD动态调度与反馈控制器设计.25
4.3仿真算例..28
4.4MEF-TOD算法仿真结果分析30
4.5本章小结..30
结论31
致谢32
参考文献..33
本科毕业设计说明书 第 1 页1 绪论1.1 网络控制系统的发展随着网络技术的不断更新以及计算机网络的广泛使用，带动控制系统结构发生根本性的变化。在刚开始的控制系统中，系统中传感器与控制器之间以及控制器与执行器之间往往通过点对点的专线进行传输。但是这种结构模式的控制系统存在很多局限性，由于布线的复杂极大的增加了系统的成本，同时降低了整个系统的可靠性、灵活性、抗干扰性。而且后期的故障诊断和文护也很麻烦。所以当计算机开始用于工业控制后，这种就慢慢被淘汰了[1]。在 20 世纪中期的时候，计算机开始被人们应用在工业系统的控制当中。当然那个时期计算机还比较昂贵，所以当时人们希望通过一台计算机尽可能地取代系统的控制仪表，从而诞生了 DDC 控制器（直接数字控制）[2]。DDC 控制器就意着整个控制系统的大脑，图 1.1 给出了 DDC 的典型结构，在工作过程当中，控制器将实时数据后是模拟信号，这时需要转化为计算机可以处理的数字信号，然后计算机会根据自己内部的控制规律向控制设备发送控制命令。图 1.1 DDC 的典型结构图 1.2 给出了一款 DDC 设备的图片，但是由于当时的计算机技术还不是很成熟，可靠性相对来讲也比较差，因为如果计算机出现问题，整个控制系统就会完全不能正常工作，这是集中控制最致命的缺陷。但计算机控制的使用提高了整个控制效率，而且在后期文护也更加便捷，成本有所降低。 资源受限网络控制系统的动态调度与控制器设计:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_27551.html