基于現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)控制系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)）實(shí)時(shí)性研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)(NCS)是一種網(wǎng)絡(luò)化、全分布式、實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)，與以往的控制系統(tǒng)(如CCS、DCS)不同的是，NCS中所有的實(shí)時(shí)測(cè)量和控制數(shù)據(jù)是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)模W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間必須緊密協(xié)調(diào)來完成控制任務(wù)。將網(wǎng)絡(luò)引入控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的分布化和網(wǎng)絡(luò)化，加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)控制和上層管理的聯(lián)系。這種網(wǎng)絡(luò)化的控制模式具有資源共享、連接線數(shù)少、易于擴(kuò)展維護(hù)、高效可靠、靈活等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)信息源多，信息的傳送要分時(shí)占用網(wǎng)絡(luò)通信線路，而網(wǎng)絡(luò)的承

2、載能力和通信帶寬有限，必然造成信息的沖撞、重傳等現(xiàn)象的發(fā)生，使得信息在傳輸過程中不可避免的存在延時(shí)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能的下降甚至不穩(wěn)定。所以，在控制網(wǎng)絡(luò)的研究中一個(gè)關(guān)鍵的任務(wù)就是信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性問題。在信息傳輸實(shí)時(shí)調(diào)度問題的研究中，傳統(tǒng)調(diào)度算法中任務(wù)的所有時(shí)間約束(如執(zhí)行時(shí)間、截止期等)需要精確知道，并在可預(yù)測(cè)的環(huán)境下才能提供保證。然而在許多實(shí)際問題中，系統(tǒng)的任務(wù)特征通常是模糊不確定的，系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境也可能是不可預(yù)測(cè)的。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在模糊不

3、確定任務(wù)特性和不可預(yù)測(cè)環(huán)境中時(shí)，系統(tǒng)的精確負(fù)載模型變得不適應(yīng)，經(jīng)典的調(diào)度算法如EDF和LLF等已不能提供性能保證，并可能導(dǎo)致系統(tǒng)資源不能充分利用，甚至可能導(dǎo)致極端的資源浪費(fèi)和系統(tǒng)的低利用率。 本文為了解決這些問題，將研究基于任務(wù)特性的模糊性上。利用模糊理論分析任務(wù)的優(yōu)先等級(jí)，對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的采樣周期，采樣頻率進(jìn)行優(yōu)化，通過實(shí)時(shí)閉環(huán)模糊反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度，較好地解決了實(shí)時(shí)任務(wù)優(yōu)先級(jí)的確定問題，保證了實(shí)時(shí)重要任務(wù)的調(diào)度成功率，對(duì)