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接口,总线,驱动相关技术文章基于CAN总线改进的混合调度算法对网络控制系统的性能研究can总线控制器制造技术

接口,总线,驱动相关技术文章基于CAN总线改进的混合调度算法对网络控制系统的性能研究

1 、引言

网络控制系统(NCS)又称网络化的控制系统,即在网络环境下实现的控制系统。对网络控制系统来说,由于系统中的信息源较多,信息的传送要分时占用网络通信线路,而网络的承载能力和通信带宽有限,从而使得信息在传输过程中不可避免地存在时延,并且该时延可能是固定的、时变的,甚至是随机的。从控制的角度来看,这种时延会使系统的分析与设计变得更加复杂。解决网络延时问题有两种途径:一是设计控制算法时充分考虑网络延时的影响,这是控制器设计问题;二是在不考虑延时的情况下设计控制器,依靠改进调度算法保证信息传输的实时性,确保控制系统的稳定和性能,这属于信息调度问题。

本文以CAN总线为研究对象,经过对网络可调度性和调度算法的分析,提出了一种改进的混合调度算法(MTS),并利用TrueTime网络控制工具箱进行网络控制系统的仿真,分析调度算法对控制系统性能的影响,取得了较理想的效果。

2、 调度算法

传统的计算机控制理论假设对象输出为等距采样,即周期性地在kTm时刻进行采样,其中Tm为采样周期。这样的假设可以得到线性时不变数据采样系统,并可大大简化对系统稳定性等性能的分析。然而,由于网络传输延时及其不确定性的存在,等距采样在NCS中不一定能得到保证。对于NCS,一般要求满足的主要指标之一是延时的限定,即信息必须在限定的时间内成功地被传送,信息传输的时间特性必须满足系统的实时性要求。网络调度主要集中在一个节点多久可以传送一次信息,以及传输信息的优先级。判断网络传输是否满足该主要指标的过程及传输的保证叫可调度性分析。

2.1 可调度性分析

信息的最糟糕响应时间即最长等待时间是可调度与否的一个重要参数,它定义为从信息进入发送节点的传输队列到被目标节点正确接收所需的最长时间。对任意一条信息Sm,它的最长等待时间Rm:

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