网络化控制系统的RM调度优化研究

减少网络堵塞是提高网络化控制系统性能的有效的方法.提出了一种基于RM调度优化算法的研究方法,通过对网络化控制系统中的调度优化算法的分析,网络利用率明显好于未被调度优化的系统.结果表明,合理的调度优化算法能提高控制系统的网络利用率,同时改善了控制系统的动态性能.     

基于EDA的网络化控制系统抖动优化调度算法

研究了具有传输抖动的令牌型网络化控制系统的优化调度问题.根据令牌型网络化控制系统的特点及有抖动可行调度问题的特性,在有效扩大搜索可行解域的基础上,提出基于分布估计算法的网络化控制系统抖动优化调度算法.在满足控制系统动态性能和网络可调度性条件下,建立基于分布估计算法的优化模型,通过优化选取各控制闭环的采样周期和初相,在兼顾周期抖动对控制闭环动态性能影响的同时合理地分配带宽资源.仿真结果表明所提算法可有效降低系统传输抖动,改善令牌型网络化控制系统的调度性能.     

CAN总线技术在矿井综合调度系统的应用

提出了一种基于现场总线技术的矿井综合调度网络。利用现场总线结构灵活、通讯高效的特点，将矿井各生产、运输、安全检测等各个环节构成一个有机的综合调度网络，并在地面调度中心实现集中监控，重点以CAN总线技术为例，提出了现场总线技术在煤矿综合调度系统使用中需要解决的几个问题及方案。     

基于粒子群优化算法和博弈论的网络学习控制系统带宽调度

研究了双层网络学习控制系统的带宽调度优化问题.为了合理分配子系统的带宽,引入了网络定价体系和动态带宽调度方法,建立了非合作博弈模型,从而将网络控制系统的网络资源分配问题转换为非合作博弈竞争模型下的Nash均衡点求解问题.在此基础上,采用粒子群优化算法得到此框架下的纳什均衡解,并进一步给出了网络控制系统的时间片调度方法.仿真结果表明了所提方法的有效性.     

网络控制系统的模糊动态调度算法研究

针对多回路的网络控制系统,本文同时考虑系统误差和误差变化率,设计了一种基于神经网络的模糊动态调度算法.该算法根据系统中各回路的误差和误差变化率,利用神经网络模糊控制的方法实时调整各回路的优先级,从而实现对网络控制系统的调度.最后,利用TrueTime工具箱建立了包含模糊动态调度器的网络控制系统仿真模型,并将其与RM和EDF调度算法进行对比.仿真结果表明,在相同的网络带宽占用条件下,本文所设计的模糊动态调度算法相比于RM和EDF调度算法,产生的网络诱导时延更小,且具有较好的控制性能.     

含分布式储能的主动配电网鲁棒优化经济调度方法

为克服风电输出的不确定性,基于鲁棒优化中的worst-best理论,提出一种主动配电网的鲁棒优化经济调度模型.该模型采用拉丁超立方采样方法生成风电场景集表征风电预测的不确定性.在建模过程中,引入分布式储能的等效运维成本,同时以微型燃气轮机、分布式储能和主动配电网购电/售电调度成本最低为目标函数,采用基于随机变异的粒子群优化算法对模型进行求解,可得到极端场景下运行成本最小的调度方案.仿真结果验证了该模型及求解算法的有效性,得到的调度方案能在风电预测误差范围内满足系统所有约束条件,并给出经济性最优的调度方案.与确定性经济调度方案进行对比可知,本文所提出的调度方案具有更强的鲁棒性.     

基于LonWorks现场总线技术的锅炉控制系统

文章就基于LonWorks现场总线的智能锅炉控制系统,采用先进的模糊—PID复合控制,给出了基于Lon-Works现场总线的模糊控制方案,设计了模糊—PID切换节点以及切换控制流程,阐述了LonWorks现场总线中通过“网络变量”实现节点之间、节点与上位机之间通信的机制.同时,给出了手动、自动控制方式的冗余方案.通过实际应用,控制比较好.     

基于图论的网络控制系统动态调度策略研究

针对网络资源的有限性对网络控制系统性能所产生的影响问题,研究了一种基于图论的动态调度策略.通过引入图论思想,以获取被控对象与控制器之间网络的最短路径,从而优化系统的带宽分配;并进一步利用EDF调度算法,有效处理动态网络环境下资源利用,降低网络诱导时延和数据流量,保证系统的通信性能;最后,通过实例仿真验证了理论的有效性和正确性.     

预测函数控制在确定性网络控制系统中的应用

针对网络控制系统具有不确定时滞的特性,通过在节点中设置缓冲区的方法将随机时滞转化为确定性时滞,从而将网络控制系统从随机系统转化为确定性时滞系统;针对这类时滞系统利用预测函数控制算法设计了控制器,以实现基于模型匹配和多步预测的思想来改善控制性能。通过仿真和基于DCS的模拟系统实验,结果均表明了该方法的正确性和有效性。     

基于CAN与TTCAN的汽车整车分层控制网络及调度

根据汽车动力传动系统与车身控制系统的不同要求,研究了汽车整车分层控制网络的构建及其信息调度策略.在分析汽车控制系统信息特点的基础上,构建了动力传动时间触发控制器局域网(TTCAN)和车身控制器局域网(CAN)子网互连的整车分层网络,针对动力传动TTCAN子网提出均匀装载(AL)调度策略;针对车身控制CAN子网采用比率单调(RM)调度策略,通过对具体汽车控制信息的通信调度及实时性实例分析,验证了该方案的可行性.     

Ethernet PON系统核心MAC控制器的设计与实现

提出了一种EPON系统核心MAC控制器的设计方案，融合FPGA技术与嵌入式系统实现了EPON的点对多点MAC接入功能．帧校验、加密、分类及仲裁等控制部分用FPGA完成，涉及复杂算法的注册与动态带宽分配利用嵌入式Linux平台实现．对MAC控制器设计中的关键技术点进行了全面阐述，提出了一种基于滑动窗机制的动态带宽分配方案以改善网络QOS性能．系统仿真结果表明，该设计方案可以采用低成本的FPGA来实现，为开发MAC控制器专用芯片提供了实用参考．     

基于改进烟花算法的以太网通信链路调度方法

针对工业以太网通信链路调度延时大及效率较低的问题, 提出一种基于改进烟花算法的实时周期消息任务调度(CVFWA)方法. 以降低网络传输时延为目标, 首先, 将传统烟花算法的连续解空间映射到实时周期序列调度问题的离散解空间； 其次, 为增加种群的多样性, 在高斯变异过程中引入变异系数； 最后, 采用基于中位数锦标赛的选择策略代替欧氏距离选择策略. 仿真结果表明, 该方法能使实时周期消息序列在最短时间内完成队列调度, 有效降低了网络时延, 提高了全局搜索效率.     

CAN现场总线在工业以太网远程监控系统中的应用

CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它具有传输速度快、自动解决总线竞争、实时性好、可靠性高、纠错能力强等特点，目前已成为一种国际总线标准。由CAN总线组成的局域网可以将很多底层测控设备连接起来，用工控机加接口卡已经实现了对底层设备进行真正意义上的远程控制，但存在着价格和接口卡带来的瓶颈等问题。本文以单片机、CAN器件和网络芯片为核心模块，实现CAN现场总线与以太网之间数据交换，完成对底层设备进行真正意义上的远程监控。这种方案降低了成本，避免了瓶颈。     

基于实时以太网的风机远程控制

针对工业现场常见的远程控制系统实时性差的问题,采用实时以太网技术和虚拟仪器相结合的方法,并结合光纤传输技术,给出了一种基于实时以太网的远程控制系统实现方法.实验结果表明,与目前常用的PLC（可编程逻辑控制器）远程控制系统相比,基于实时以太网的远程控制系统可靠性高、实时性好、抗干扰能力强,在大型工业现场的远程控制中具有较大的应用价值.     

Study on the network delay of periodic information in the NCS based on EPA

The network delay of the periodic messages transmission in the network control system (NCS) based on Ethernet for plant automation (EPA) is analyzed from the theoretical and experimental perspective in this paper. The composition and the characteristics of the network delay of EPA periodic messages transmission in a subnet is studied through analyzing the information transmission regularity and EPA deterministic scheduling mechanism. On this basis, the queuing delay at communication schedule management entity (EPACSME) that is the most important component of network delay is analyzed, during which the formulas for the queuing delay of periodic messages and other real time parameters are proposed. Furthermore, an experiment is developed to test each component of network delay of periodic messages transmission in a EPA subnet. According to the experimental and the theoretical analysis, the conclusion is drawn that the delay during which the periodic messages wait for the periodic messages transmission time slice is the main factor that causes considerable network delay, and improvement method is presented.     

EPON中支持多种业务的带宽调度方案

提出了一个在EPON上实现多种业务传输的带宽调度方案，借鉴了区分服务的方法，将服务分级并相应地将EPON的上行带宽分为预留带宽、高优先级和低优先级带宽，并采用了不同的分配策略，仿真分析证明，该调度方案能够很好地支持实时性业务和具有高突发性的数据业务。     

基于Simulink与以太网的过程控制系统的快速实现

提供了一种简便的方法,把建模、仿真和实现集成在NetCon系统中,提高了过程控制系统的开发效率.首先在Simulink中建立仿真模型,然后使用NetCon系统模板快速生成可执行代码,通过以太网或因特网下载到控制器硬件中,最后使用监控软件通过网络实时在线监控模型的运行状况,如观察结果、修改模型参数等.在此方法的基础上,建立增量式PID控制器模型,增加自动手动无扰切换功能,完成了液位过程控制系统的实例.结果表明,该方法的有效性和快速性,可以应用在类似的过程控制系统中.     

Performance Analysis of Two Ethernet over E1 Schemes

The Ethernet over E1 approach, which takes advantage of widely deployed telecom networks, is an efficient and economical way to interconnect two Ethernets in different regions. Two Ethernet over E1 schemes, namely a byte granularity scheme and a frame granularity scheme are discussed. The byte granularity scheme partitions Ethernet frames into several pieces for transmission and has a strict requirement on the maximum delay difference of multiple E1 links. To solve this problem, the newly proposed frame granularity scheme transmits separately each frame through E1 links without any partitioning. The architecture designs of both schemes are presented. This paper evaluates the throughput and delay performances of both schemes, both analytically from results calculated from delay models and using test results from field programmable gate array (FPGA) implementation. Although the frame granularity scheme has a slightly worse delay performance, it has a higher throughput, and is the only choice able to overcome large delay differences of the E1 links.     

Delivery Digital Television Services over Ethemet

A new architecture for digital television (DTV) delivery based on Ethernet was presented.In this architecture,new protocol stack and packet encapsulation were proposed to help implementation of DTV services over Ethernet link.A simple quality of service (QoS) structure was provided in traffic control of nodes to achieve QoS requirements of DTV delivery.Experiments were proceeded successfully to implement the idea.Finally,a short evaluation to QoS provisions was given,achieving good results.     

基于负载均衡的大规模TTE消息调度表生成方法

在复杂拓扑条件下，机载网络存在大规模数据的高效传输需求.此时，传统的调度表生成方法存在高时间复杂度问题.为了有效解决这个问题，本文提出了一种基于负载均衡的时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet, TTE)消息调度表生成方法.该方法首先生成消息传输备选较短路径集，综合地考虑消息长度和链路负载来选择消息路径、得到具有负载均衡特性的路径规划结果，然后以提高时序规划效率为目标，基于静态优先级生成调度表，依据消息长度和周期进行消息排序，并使用“背靠背”规则进行传输调度分配，以保证消息的实时性和确定性.仿真结果表明，当可调度消息帧数超过6000条时，在保证消息实时性的前提下，该方法比传统的满足性模理论(Satisfiability Modulo Theory, SMT)时间规划方法减少90%以上的计算时间，计算效率提升10～100倍，可见该方法适合于求解复杂大规模数据调度表的生成问题.本文的研究为改善机载网络的消息调度性能提供了一种可行方案.