基于反饋調(diào)度的CPS網(wǎng)絡(luò)QoS控制策略研究.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems，CPS)是綜合了計(jì)算、通信和控制技術(shù)于一體的新型智能復(fù)雜系統(tǒng)。CPS深度融合了信息資源與物理資源，將再一次掀起信息產(chǎn)業(yè)的浪潮。它將深刻改變?nèi)祟?lèi)同信息世界和物理世界的交互方式。由于CPS深度融合、高復(fù)雜性以及信息量大等特點(diǎn)，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)QoS提出了更高要求，只有滿(mǎn)足QoS要求才能保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
　　本文首先分析整理了CPS的相關(guān)概念和研究現(xiàn)狀，比較了CPS與相關(guān)技術(shù)的

2、異同，重點(diǎn)討論了CPS的時(shí)態(tài)特性及影響CPS網(wǎng)絡(luò)性能的幾種關(guān)鍵因素。在總結(jié)了CPS中各個(gè)控制回路的時(shí)態(tài)特性后，進(jìn)一步分析了采樣周期對(duì)系統(tǒng)的控制性能和網(wǎng)絡(luò)性能的影響;在上述分析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于反饋調(diào)度的控制策略，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)反饋調(diào)度器，在線(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整傳感器的采樣頻率，以保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。該反饋調(diào)度器包括等間隔采樣網(wǎng)絡(luò)帶寬和錯(cuò)誤傳輸率的網(wǎng)絡(luò)QoS監(jiān)測(cè)器、利用監(jiān)測(cè)器獲取的帶寬值估計(jì)網(wǎng)絡(luò)帶寬調(diào)節(jié)量的QoS控制器和根據(jù)該調(diào)節(jié)量及獲取的錯(cuò)誤傳輸率

3、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的QoS執(zhí)行器。QoS執(zhí)行器計(jì)算出下一個(gè)任務(wù)周期的可利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，并將帶寬合理地分配給各個(gè)不同需求的控制回路，最終根據(jù)各個(gè)回路得到的帶寬計(jì)算采樣頻率。
　　其次，利用了PID控制和模糊PID控制，對(duì)反饋調(diào)度器中QoS控制器進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)。分別介紹了PID控制和模糊PID控制的基本原理之后，在Matlab/Simulink工具箱下建立兩種控制模型，最終完成對(duì)下一個(gè)任務(wù)周期網(wǎng)絡(luò)帶寬的可調(diào)節(jié)量的預(yù)測(cè)。
　　最后，本文