【摘要】：近年來(lái),網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)逐漸成為了通信與控制兩大學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)兩者的結(jié)合體,因此產(chǎn)生了許多新問(wèn)題,如網(wǎng)絡(luò)傳輸擁塞、數(shù)據(jù)包丟失與亂序等由兩者結(jié)合所引發(fā)的諸多技術(shù)難關(guān),傳統(tǒng)控制理論由于無(wú)法適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)控制品質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的綜合要求,面臨著巨大挑戰(zhàn)。當(dāng)前,確立能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的有效策略,已經(jīng)成為課題研究的首要任務(wù)。本文以網(wǎng)絡(luò)調(diào)度策略分析為切入點(diǎn),通過(guò)建立多回路網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),對(duì)控制與調(diào)度協(xié)同設(shè)計(jì)方法進(jìn)行具體研究,對(duì)系統(tǒng)中有限的通信資源進(jìn)行優(yōu)化配置,以提高網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制性能與通信服務(wù)品質(zhì)。本文主要研究?jī)?nèi)容有如下三點(diǎn):(1)本文詳述了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)面臨的基本問(wèn)題,引入了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)調(diào)度的基本概念,并對(duì)基本調(diào)度方法進(jìn)行分類(lèi)介紹。通過(guò)對(duì)幾種動(dòng)靜態(tài)調(diào)度方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),分析了動(dòng)靜態(tài)調(diào)度策略的特點(diǎn)與差異。(2)考慮到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的全局性能受到控制與網(wǎng)絡(luò)的雙向影響,本文采用控制與調(diào)度協(xié)同設(shè)計(jì)方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能進(jìn)行全局優(yōu)化,并仿真驗(yàn)證了協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于采樣周期的動(dòng)態(tài)變化。本文在反饋通道上設(shè)計(jì)一個(gè)變采樣周期調(diào)度器,對(duì)不同回路的采樣周期進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,并與固定采樣周期調(diào)度策略共同進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)及對(duì)比,驗(yàn)證了變采樣周期調(diào)度方法的有效性。(3)考慮實(shí)際工程應(yīng)用中,系統(tǒng)中往往存在干擾節(jié)點(diǎn),干擾節(jié)點(diǎn)也具有傳輸或管理數(shù)據(jù)等相應(yīng)功能,且占用著一定量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。本文在變采樣周期調(diào)度器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,通過(guò)在雙向通道同時(shí)設(shè)置傳輸死區(qū),通過(guò)兩種新型死區(qū)調(diào)度策略的雙向?qū)嵤?節(jié)省網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸流量,進(jìn)而減少網(wǎng)絡(luò)擁塞與數(shù)據(jù)包沖突等網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題,間接改善網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的全局性能。本文通過(guò)多次仿真實(shí)驗(yàn),分析對(duì)比了輸出響應(yīng)曲線(xiàn)與絕對(duì)值誤差積分IAE(Integrated Absolute Error),驗(yàn)證了死區(qū)調(diào)度與變采樣周期協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。
【圖文】：

是在油氣平臺(tái)上有所應(yīng)用，控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)已經(jīng)滲透進(jìn)各大的應(yīng)用居多，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)范圍較大，或者監(jiān)測(cè)點(diǎn)較多，且分布不均監(jiān)測(cè)模式便無(wú)法勝任，而網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過(guò)分布在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器與的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行傳輸匯總進(jìn)入主控制中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，網(wǎng)絡(luò)化用，使得生產(chǎn)流水線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)化及智能化水平的大幅度提高，不但提，而且生產(chǎn)效益得到了保證，應(yīng)用領(lǐng)域如海洋油氣混輸系統(tǒng)、水電旅游景區(qū)視頻展播系統(tǒng)等。.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)具有可靠靈活、分等諸多特點(diǎn)。與此同時(shí)，也經(jīng)常性的出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)沖突、數(shù)據(jù)包丟失、網(wǎng)絡(luò)擁塞等惡劣現(xiàn)象，這些問(wèn)題的存在將造成網(wǎng)絡(luò)資源分配不均衡了系統(tǒng)的整體性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的綜雜，給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的理論研究及工程應(yīng)用，帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。所用有限資源得到最優(yōu)化的控制質(zhì)量，已成為諸多學(xué)者所面臨的研究

控制系統(tǒng)調(diào)度概述鑒目前 CPU 調(diào)度的研究成果，，可以間接的對(duì)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的發(fā)展提供的其他調(diào)度方法提供了必要的理論基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度主要發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，就是網(wǎng)絡(luò)層上的報(bào)文調(diào)度和應(yīng)用層上的控制任務(wù)調(diào)度，目前的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度都集中在應(yīng)用層，同時(shí)是本文的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。上的調(diào)度發(fā)生在傳感器、控制器和執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程之中的配置方法，屬于本文的研討核心。一方面可以緩解頻繁傳遞數(shù)據(jù)，從而減少數(shù)據(jù)包的發(fā)送等待時(shí)間，間接避免了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)；另一方面可以?xún)?yōu)化不同控制回路的網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，從而提。介紹網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的一個(gè)具體的任務(wù)執(zhí)行狀況，圖 2.1 所示，本節(jié)]。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP273

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本文編號(hào)：2627497