论文部分内容阅读
网络控制系统(Networked Control Systems,NCS)是控制科学、计算机以及网络技术的综合应用,是一种新兴的分布式实时控制系统。其中,传感器、控制器、执行器各节点通过一条共享的网络来交换信息。本文主要对网络控制系统的调度策略进行仿真研究,做了以下几个方面的工作:
首先介绍网络控制系统的背景、网络控制系统的调度问题以及近年来网络控制系统调度方法的研究进展;对工业控制领域常用的三种控制网络的介质访问控制(MAC)协议进行详细分析,介绍了网络控制系统中存在的基本问题;简要叙述了TrueTime工具箱,并详细介绍了网络控制系统模型的建立方法,通过仿真分析了干扰和时延对网络控制系统的影响;设计了能够补偿时延的状态观测器,通过仿真验证该方法的有效性。
接着对网络控制系统的调度方法进行仿真研究,在搭建的仿真平台上对RM调度算法和EDF调度算法在不同任务的情况下分别进行仿真比较,验证了各自的优缺点。
最后研究了网络控制系统的调度与控制协同设计,针对采样周期对网络控制系统的性能影响进行仿真分析;对于基于RM调度的协同设计和基于EDF调度的协同设计分别进行研究,通过仿真验证协同设计能够提高网络资源的利用率;对基于最大允许时延上界(MADB)的协同设计进行了研究,得出了影响系统稳定性的采样周期与时延的关系。