基于死區(qū)調(diào)度算法的無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時延問題的研究.pdf

1、WiNCS(Wireless Networked Control System,無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng))是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)上的空間分布式控制系統(tǒng)。在WiNCS中，網(wǎng)絡(luò)時延是破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性、降低系統(tǒng)的控制性能的重要問題之一。因此深入研究WiNCS的時延問題，并尋求降低時延影響的有效方法，對WiNCS的分析設(shè)計具有重要意義。
　　論文建立帶有網(wǎng)絡(luò)時延的WiNCS的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上分析時延對系統(tǒng)性能的影

2、響。然后分析基于傳統(tǒng)死區(qū)調(diào)度算法的時延優(yōu)化的工作原理，將模糊算法與死區(qū)調(diào)度算法結(jié)合設(shè)計出一種數(shù)據(jù)調(diào)度算法，其在滿足網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時能保證系統(tǒng)控制性能，最后利用軟件仿真驗證算法有效性。
　　首先，根據(jù)系統(tǒng)的組成單元、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的無線傳輸協(xié)議建立帶有網(wǎng)絡(luò)時延的WiNCS的數(shù)學(xué)模型，然后分析WiNCS中時延的組成及測量方法，對建立的數(shù)學(xué)模型進行仿真驗證，得到時延對系統(tǒng)性能指標(biāo)（主要包括超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間）的干擾程度。
　　

3、其次，將死區(qū)調(diào)度算法應(yīng)用到WiNCS中，通過設(shè)置傳輸死區(qū)實時調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸量，達到降低網(wǎng)絡(luò)時延影響的目的。對死區(qū)調(diào)度算法的工作原理進行分析，并基于數(shù)據(jù)傳輸流程和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對無線信道中信息傳輸?shù)幕具^程進行分析，得到結(jié)論：在理論上死區(qū)調(diào)度算法確實可以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生概率，降低網(wǎng)絡(luò)時延，但同時造成系統(tǒng)控制性能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的下降。
　　隨后，針對常規(guī)死區(qū)調(diào)度算法導(dǎo)致的不能同時滿足系統(tǒng)控制性能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量兩種指標(biāo)的問題，將死區(qū)調(diào)度算法與