網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實時性研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)利用控制網(wǎng)絡(luò)在控制器和被控對象之間傳送控制信息,減低了系統(tǒng)的布線造價和復(fù)雜度,并給系統(tǒng)帶來了靈活性.同時由于信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸存在時延等問題,而影響了控制系統(tǒng)的性能.因此要改進(jìn)控制網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)的性能以滿足控制系統(tǒng)的需要.作為控制網(wǎng)絡(luò)的CAN總線,具有可靠性高、成本低等優(yōu)點.是為汽車設(shè)計的現(xiàn)場總線.將它用大型控制系統(tǒng)中,當(dāng)總線的載荷較大時,總線中數(shù)據(jù)傳送的實時性不能得到保證.論文主要論述改進(jìn)總線實時性的方案.論文運(yùn)用Lyapulo

2、v穩(wěn)定性分析方法分析了網(wǎng)絡(luò)時延對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響.對CAN總線通信系統(tǒng)的性能特點進(jìn)行了分析,特別對它解決數(shù)據(jù)碰撞的仲裁協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)深入的研究.將基于優(yōu)先級的非搶占式實時任務(wù)調(diào)度運(yùn)用到CAN網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸系統(tǒng)中,分析CAN通信系統(tǒng)的可調(diào)度性以及CAN信息幀的最壞傳送時延.將排隊論運(yùn)用到CAN信息隊列的分析,得出CAN的信息傳送的平均性能.通過分析得到,基于CAN現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵問題是:1.在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中,

3、如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理以解決控制要求的實時性與網(wǎng)絡(luò)通信時延的矛盾;2.如何保證控制網(wǎng)絡(luò)上所有單元的數(shù)據(jù)傳送時延的均勻性;3.總線網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率與實時性的矛盾;4.控制系統(tǒng)的周期性數(shù)據(jù)、猝發(fā)性數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)緊急數(shù)據(jù)在同一個共享網(wǎng)絡(luò)上傳送的實時性的解決.為了解決上面得出的CAN的數(shù)據(jù)傳送的不確定性以及總線帶寬的基于優(yōu)先級的非均勻性分配問題,基于時分原理,提出動態(tài)CAN的上層協(xié)議的解決方案.對周期性的和非周期性的實時性數(shù)據(jù),設(shè)計兩個信息傳輸子系統(tǒng):