基于时延补偿的网络控制系统调度策略研究

针对网络控制系统中时延和调度两个基本问题进行了相关研究，设计了一种基于模糊理论的时延补偿器，并在此基础上讨论了网络调度的优化方法。     

网络控制系统中采样周期的优化选取方法

对网络环境下的控制系统时延进行了分析,讨论了系统采样周期和网络时延对网络控制系统的影响,以优化控制系统性能为目标,以网络的可调度性为条件,结合系统控制与网络调度,给出了NCS的优化模型和采样频率的求取方法,并给出了优化实例。结果表明:该调度算法既满足了控制系统的性能,又优化了网络调度,提高了网络资源的利用率,为选择网络控制系统采样周期提供了指导方法。     

基于时延感知的5G网络切片节点和链路映射算法

针对第5代移动通信系统（5G）网络切片映射过程中,在满足系统时延要求的情况下,使资源调度最优化的问题,提出了一种基于时延感知的5G网络切片节点和链路映射成本最小化算法.该算法在网络功能虚拟化管理和编排器及各网络功能服务器处建立两级队列动态调度模型,感知系统中当前队列积压状态并进行动态调度,使系统队列积压始终维持在稳定的较小值,采用Lyapunov随机优化方法,实现对映射成本与系统时延的平衡控制.仿真结果表明,所提算法可在满足系统时延要求的同时,最优化资源调度,进而使得5G网络切片映射成本最小.     

无线多跳网络公平性与时延保证链路调度

分析了无线多跳网络中链路调度机制与用户公平性和时延保证特性的关系。为保障多用户业务公平性并减少用户的端到端时延,引入了“链路调度周期”和“链路跳数度”的概念。基于用户调度机会公平性最优化问题模型,通过寻求次优解的方案提出一种用户公平性与时延保证链路调度算法。算法充分考虑了无线多跳网络的空间复用和链路物理特性,保证了系统吞吐量性能。理论分析与仿真结果表明,该算法在保证一定系统吞吐量的前提下,可以有效地提高用户公平性和端到端时延性能。     

网络控制系统的时延特性分析

在网络控制系统中，由网络产生的信息传输时延对系统的控制性能有重大影响.时延会降低系统的控制性能，使系统稳定范围变窄，甚至可能使系统不稳定.首先概述了网络控制系统及固有的特点，随后深入分析了网络控制系统中时延产生的原因以及采用随机访问和调度两类访问方式的控制网络中时延特性，阐明了时延对系统性能的影响，并通过实例给出了系统稳定时延和采样周期之间的约束关系.该约束关系可作为选择采样周期的参考依据.     

面向时延约束的多跳自组网络性能建模分析

由于无线信道的复杂特性,使得无线多跳自组网在实际应用中的可靠、可用性和实时性均难以得到有效保障.对此,提出了面向时延约束下最大化带宽利用率的集中式多跳自组网络协议参数设计策略.基于无线多跳网络集中式通信调度机制,在网络参数、业务参数、协议参数的基础上充分考虑信道参数带来的影响,建立端对端时延模型和带宽利用率模型.数值仿真结果表明,集中式调度机制更适用于节点规模较小的多跳自组网络.基于上述模型增加时延约束确定网络规模,以最大化控制时隙利用率为目标设计协议参数,使网络带宽利用率在满足时延约束的前提下最优.     

一种低能耗低时延的睡眠调度算法

根据最大独立集和首次适应算法,设计了一种基于牡丹树的数据聚合算法.在基于牡丹树的数据聚合算法的基础上,采用时分复用方法,在聚合周期时隙内引入低能耗的睡眠调度的概念,从很大程度上减少了数据传输量,降低了网络聚合时延,实现了低能耗的数据聚合.实验与仿真结果表明,新算法有效地降低了网络能耗,延长了网络生命周期,减少了网络时延消耗.     

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.     

并行网络控制系统服务质量管理

为解决网络控制系统因并行而导致的时延增大问题,协调并行控制效率与信息通信负荷,建立了网络控制系统并行化体系结构、质量衡量标准和服务质量管理模型.提出了基于控制器闲置时间的最大闲置时间最先(MvTF)的消息调度策略.以基于CAN总线的并行网络控制系统服务质量管理为例,建立了服务质量管理仿真模型,并将上述调度策略与单调速率调度策略进行了仿真比较.仿真结果表明,采用MVTF调度策略进行并行系统的服务质量管理能够有效提高网络控制系统的控制性能及网络利用率.     

基于改进蚁群算法的SDN数据中心流调度研究

目前在软件定义数据中心网络中,基于蚁群算法的流调度策略在对路径进行选择时存在收敛过慢和搜索停滞等缺点,容易导致数据中心网络时延过高和资源利用率低等问题.为此,提出一种基于蚁群改进的流调度算法.该算法以最大化平均链路带宽利用率为优化目标,将流调度问题抽象为整数线性规划模型,通过重定义蚁群算法中的信息素更新方式对大流的重路...     

网络化控制系统研究现状与展望

网络化控制系统最主要的结构特性是系统的反馈通过网络构成闭环,比传统控制系统具有安装成本低廉、易于维护、系统灵活可靠等优点;同时,网络传输的引入,使得网络化控制系统研究更加复杂,传统控制理论成果难以直接应用到网络化控制系统中.本文介绍了网络化控制系统的研究现状及未来发展方向.     

网络化控制系统的研究综述

通过实时数据通信网络形成闭环回路的控制系统称为网络化控制系统(NCS)。文章系统地阐述了网络化控制系统的产生和发展,分析了网络化控制系统的特性。通过对当前的研究现状分析着重介绍了网络控制系统的控制方法,最后对网络化控制系统的未来发展作了展望。     

基于TrueTime工具箱的网络控制系统及其在电机控制上的应用

在引出了网络控制系统概念的基础上,分析了网络控制系统的特性及存在的问题,介绍了NCS的仿真工具箱TrueTime的组成、功能、以直流电机为对象,建立了一个基于TrueTime的NCS仿真模型,并进行了控制仿真分析。     

不确定时延网络控制系统的建模与稳定性研究

针对网络控制系统(NCS)中存在的不确定性长时延问题,讨论和分析了系统的建模和稳定性问题。假设网络控制系统的传感器采用时间驱动,执行器与控制器采用事件驱动,传感器的数据采用单包传输,网络控制系统可建模为一类线性离散时延系统。根据Lyapunov稳定性理论,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件,并基于相应的线性矩阵不等式(LMI)可行解,求解出状态反馈控制律。仿真结果说明了此方法的有效性。     

网络控制系统调度与控制综合设计研究综述

网络控制系统的设计需同时考虑信息调度和控制性能两个方面。针对网络控制系统中这两方面的综合设计,首先分析了网络控制系统的信息调度研究现状,阐述了现有控制网络调度算法的工作方式和特点。接着从提高网络控制系统综合性能的角度,分析和评价了网络控制系统中调度与控制综合设计的研究成果。最后,提出以兼顾控制性能质量(QoP)和网络服务质量(QoS)为目标的网络控制系统综合性能优化是系统设计的重点,并对网络控制系统综合设计研究的发展方向予以展望。     

基于TTCAN和NCS的鱼雷制导系统结构

研究了时间触发的CAN总线、网络控制系统和基于网络控制原理的鱼雷制导系统。对于基于时间触发的TTCAN，详细分析了高层协议及工作原理。提出基于NCS的鱼雷制导系统一般性结构和设计方法，通过仿真分析了鱼雷网络控制系统存在的时延和数据包丢失等稳定性问题。通过对鱼雷网络控制系统结构、实时网络通信协议和规范的研究，指出NCS将是下一代全数字鱼雷的重要技术基础和结构。     

网络控制系统的鲁棒控制器设计研究

针对网络控制系统（NCS）的基本问题——网络诱导时延与数据丢包现象进行建模，同时考虑了被控对象存在不确定性时的鲁棒镇定问题。基于时滞系统理论的时滞依赖方法，给出了NCS鲁棒镇定的充分条件，结论描述为尊性矩阵不等式形式。利用此结论可求出使NCS鲁棒镇定的最大允许网络诱导时延（MADB）。最后的数值例子证明了本文算法的有效性。     

比例积分输出反馈网络控制系统的稳定性

研究有数据包丢失的比例积分输出反馈网络控制系统的指数稳定性和控制器设计．将有时延和数据包丢失、无时延和有数据包丢失等情形的比例积分输出反馈网络控制系统建模为异步动态系统．基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法提出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分输出反馈控制器设计方法．通过数值算例说明指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的．     

基于模型的网络控制系统故障诊断综述

针对网络化控制系统存在随机时延、丢包、异步等问题,在分析网络控制系统不同数学模型基础上,详细介绍了故障诊断与容错控制的常用方法:即基于信息调度模型的方法、基于时延模型的方法、基于T-S模糊模型的方法.并相应地分析了每种方法的原理及其优、缺点.另外,还对近年来常用方法的最新发展结果进行了总结分析.最后指出该领域有待进一步...     

网络通信环境模拟器的研究与实现

网络通信模拟器是应用于通信网络模拟试验中的一种简便而有效的设备。根据网络通信模拟器的要求和工作原理，提出了用开关矩阵函数模拟网络的连通关系以及在相关链路上模拟信道误码的新方法。通过一组可变化的开头矩阵实现了网络拓扑结构的变化和网络状态的检测。为研究分组无线网的自组织自适应功能、纠错检错功能以及验证网络协议提供了一个良好的研究平台。