网络控制系统的调度和仿真研究

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网络控制系统是集网络技术和控制科学于一体的前沿性研究课题。本文研究了网络控制系统的调度问题,并进行了仿真,主要包括以下内容:(1)对工业控制领域常用的四种控制网络通信协议和技术特点进行分析,并对比了其优缺点,然后介绍了TrueTime工具箱的技术特点和使用方法,为网络控制系统调度仿真奠定基础。(2)系统地阐述了网络控制系统中信息调度的概念,将现有调度算法分成三类:静态调度策略、动态调度策略、动静态混合调度策略,并分析了三类调度策略的优缺点;在此基础上,详细研究了EDF、MEF和MTS调度算法,通过搭建的仿真环境,在网络控制系统中存在紧急信息、周期性控制信息和非周期信息的情况下,分析比较了三种调度算法的优缺点及适用范围。(3)研究了基于网络服务质量(QoS)和控制性能(QoP)的智能动态调度策略,在MTS优先级调度的同时,通过实时调度控制闭环的采样周期,在满足控制闭环性能要求前提下,减少控制信息对网络资源占用,增加非周期信息传输带宽,提高网络控制系统总体性能。仿真研究表明,基于QoS和QoP的智能动态调度策略能够有效地提高网络控制系统中各种信息的服务质量,实现网络控制系统总体性能的优化。
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