一种新型时间触发CAN消息动态调度算法的设计及实现

CAN总线网络在高负载率时,消息间碰撞的概率增大,低优先级消息的传输延迟不确定,针对该问题推出的TTCAN协议解决了周期性消息的延迟不确定性,但是事件性消息传输延迟较大。针对上述问题,提出了一种新的基于时间触发的CAN消息实时调度算法。算法规定,在周期性消息的调度窗口中,事件性消息也可参与总线仲裁,并采用最小松弛度优先算法对事件性消息进行动态调度,以确保其实时性。此外,还探讨了算法在嵌入式微控制器中的实现方法。     

基于电动汽车的TTCAN调度算法的研究

文章介绍了基于时间触发机制的CAN总线协议（TTCAN）,基于该协议提出了一种负载均匀的系统矩阵调度算法。利用ATMEL公司的AT91SAM7A3微处理器芯片设计了CAN节点,组成通信网络实验系统。以电动汽车控制系统消息传输模型为例,设计了其消息调度的系统矩阵,并在实验平台上实现了TTCAN调度算法。     

基于汽车电子网络的CAN总线简化型混合调度算法

现有的控制器局域网（CAN）总线调度算法性能不能很好地满足汽车电子网络化发展的需要,针对这一问题,首先分析了现有CAN总线网络节点消息优先级调度算法的优缺点,然后针对CAN总线网络在汽车电子控制网络系统中的特点,在混合调度（MTS）算法的基础上提出了一种简化型混合调度（EMTS）算法。仿真实验结果表明,该简化算法能达到原算法的性能,在节点消息截止期相近的情况下,其调度性能比MTS算法有所提高。     

基于车辆的TTEthernet传输延时测试与分析

随着车辆辅助驾驶系统、娱乐信息系统等的快速发展,车内总线对带宽、容错能力、实时性有了更高要求。文章对TTEthernet时间触发的消息传输机制进行了分析,对传输延时和抖动进行了实验测试,结果表明TTE网络的传输延时能有效控制在一定范围内,满足未来车辆总线网络的实时性要求。     

电动汽车CAN总线混合调度方法的研究

电动汽车网络控制系统中传输的消息越采越多，固定调度方法已经不能满足系统的消息传输。为此本文提出一种混合调度方法采对电动汽车中的消息进行调度。实验证明该方法改善了电动气车的整体控制性能，使得网络的利用率得到提高，消息的截止期得到满足。     

长延时网络控制系统预测函数控制研究

在实际的工程系统中,采样频率的选择取决于系统中信号的最高频率,网络传输延时取决于网络本身的传输特性.由此可见,网络传输延时与采样周期没有相应的关系,但在网络控制有关的文献中往往假定网络延时小于一个采样周期.本文针对这种不合理的设定,提出了一种新型的长延时预测控制算法.首先对一类长延时网络控制系统进行了建模;接着利用预测函数控制原理导出了长延时网络控制系统的预测控制律;最后给出了仿真实验结果,表明了在对一类长延时网络系统的控制中,本文提出算法的合理性和有效性.     

无源二线制智能数字显示表的设计与实现

TTCAN是近几年发展起来并广泛应用于汽车以及其它一般工业控制系统的实时传输协议[1].分析了TTCAN网络平台对于周期性消息及非周期性消息的调度策略,分别对其进行改进,并通过遗传算法对系统矩阵周期调度表进行优化,之后利用Simulink中的Stateflow工具针对一般工业控制系统建立了TTCAN网络调度仿真平台,并对仿真平台进行优化,优化后的仿真平台较好地提高了网络系统带宽利用率,增大了总线通信量,降低了各传感器节点周期性消息的响应时间和非周期性消息的延时时间,从而改善了网络平台的通信实时性能.     

TTCAN网络调度平台的设计优化

TTCAN是近几年发展起来并广泛应用于汽车以及其它一般工业控制系统的实时传输协议~([1]).分析了TTCAN网络平台对于周期性消息及非周期性消息的调度策略,分别对其进行改进,并通过遗传算法对系统矩阵周期调度表进行优化,之后利用Simulink中的Stateflow工具针对一般工业控制系统建立了TTCAN网络调度仿真平台,并对仿真平台进行优化,优化后的仿真平台较好地提高了网络系统带宽利用率,增大了总线通信量,降低了各传感器节点周期性消息的响应时间和非周期性消息的延时时间,从而改善了网络平台的通信实时性能.     

1553B总线上消息的实时调度

为了优化1553B总线传输性能,降低总线上消息传输的延迟时间,讨论了周期消息和非周期消息混合传输情况下总线上的消息调度策略。首先,借鉴周期任务的调度模型对周期消息进行建模,提出了改进的速率单调消息调度算法。然后,利用排队论建立非周期消息的M/M/1排队模型,定量分析了1553B总线的平均响应时间和总线利用率等时间性能参数,并对非周期消息的延迟时间进行优化,推导出总线最优服务率和最小平均延迟时间的计算公式,给出了非周期消息的调度算法。最后,对上述算法在消息混合传输下的可调度性进行了验证。实验结果表明,在总线利用率达96%时,混合消息的平均响应时间为0.713ms。在消息混合传输的情况下,非周期消息的平均响应时间和M/M/1排队模型下理想的非周期响应时间偏差不超过10%。上述算法时间响应特性良好,能够保证周期消息和非周期消息的实时调度。     

基于CANoe总线系统实时调度的仿真

针对工程车辆CAN总线系统由于消息传输时间的不确定性造成的数据传输延时或丢包,构建了一种主从结构的时分调度策略,采用改进的均匀装载算法优化调度表设计,保证工程车辆消息的实时传输。利用CANoe软件构建了工程车辆系统的仿真平台,仿真结果表明,主从时分调度策略能降低系统丢包率,减少错误帧,系统实时性和可靠性得到有效提高。     

基于遗传算法的网络控制系统调度优化研究

网络控制系统NCS(Networked Control system)是基于网络的分布式控制系统,具有强实时性。结合控制网络的实时调度与系统控制性能,应用单调速率RM(Rate Monotonic)方法对一组周期性的网络控制传输任务进行调度,采用遗传算法实现NCS的调度优化,同时满足了网络传输的优化调度与控制系统传输误差最小化的要求,提高了网络控制系统的性能,最后给出了优化实例。     

On-line scheduling in metal removal processing using variable routings and control strategies

In this paper, a simulation program for the analysis of operations in a manufacturing system is presented. The simulation program is integrated using a control algorithm and a relational data model implemented on the ORACLE RDBMS into a scheduling control system. The control algorithm considers the on-line use of alternative machines tools and/or alternative control strategies in order to optimize a given criterion, which in the present case corresponds to the total delay of jobs in the shop. A series of variables, such as the average machine utilization, were chosen to be the output. A sequential optimization approach, where the dynamically calculated average delay per job is assumed to represent the system state up to the current decision stage, is used for the control algorithm. An application of the scheduling control system to the manufacturing of a piston pump is also presented. The on-line utilization of variable routings and strategies was investigated, demonstrating the overall performance of the algorithm, namely a reduction of the total processing time up to 30%.     

物与信息混合驱动的带返修生产系统性能分析

聚焦物与信息两流混合驱动的含返修闭环异步串联生产系统,在综合考虑加工设备和信息控制设备随机故障的基础上研究了生产和信息控制参数对复杂生产系统稳态性能的影响。基于工件加工与信息的交互作用关系,采用重叠分解法将该系统拆分成多个混合驱动的装配和拆卸子系统。建立了前向和反向递归迭代算法来估计系统稳态生产率。数值实验与工业缝纫机数字化生产线案例验证了迭代算法在识别系统瓶颈和估算系统稳态性能等方面的有效性。     

塔吊高效运行控制器算法研究

目前国内外的塔吊装置都是以安全监控为主,针对实现塔吊高效运行的目的采用双闭环控制算法,其中外环即电流环只是以跟踪性能为主,所以采用常规PID。对于内环即转速环,采用模糊自适应PID算法,除了可以使系统在输入量为时变时有较好的动态性能之外,当系统的参数发生变化即受到干扰或负载变化的情况下,系统可以拥有较好的调节性能。从而极大的提高了工作效率。另外在塔吊的起身机构从启动到稳定的快速平滑的运行采用准时间最优控制算法来实现。最终实现辅助塔吊进行高效运行的目的,即完成对塔吊高效运行控制器的设计目的。     

双离合器式自动变速器控制系统的关键技术

从离合器起步时的动力学模型、离合器接合速度的控制策略及离合器执行机构的跟踪品质三个方面,总结双离合器式自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)起步控制技术的发展现状,提出进一步优化DCT起步性能的途径.将目前的换挡规律分别归纳为基于经验、基于约束条件、智能修正和综合智能四种类型,总结各种换挡规律的应用现状,提出进一步完善综合智能换挡体系的方法.总结改善DCT换挡品质的研究成果,提出进一步提高换挡品质的方法.总结数字仿真在DCT研发中的应用现状,分析半实物仿真在DCT控制系统研发中的应用方法.     

Sensor scheduling for relay-assisted wireless control systems with limited power resources

In this paper, we investigate the transmission scheduling problem for wireless control systems (WCSs) with limited power resources. Different from the existing works, for a discrete-time linear process, we consider a more practical WCS, where a relay is introduced into the framework for remote transmission and control. To achieve the best control performance of the system, we propose a global optimal offline scheduling algorithm. Then, based on ACK-feedback framework, two different online scheduling schemes are further designed respectively under the given power resources. Theoretically, we prove the superiority of online schedule to the offline one under the same energy budget. Simulations are conducted to demonstrate and verify the effectiveness of the proposed algorithms.     

基于ZYNQ的变流器通用控制平台研究

提出一种基于ZYNQ可扩展处理平台的新型变流器控制系统方案,并使用Vivado开发软件进行软硬件协同设计。其中ARM完成变流器控制策略的实现,主要包括闭环控制算法、最大功率点跟踪、功率调节、通信等功能;FPGA完成A/D采样芯片控制、三相锁相环控制、SVPWM波形控制、PWM逻辑模拟控制等功能,并采用了基于WiFi透传模块的故障信息传输系统。在三电平光伏并网逆变器的实验表明:该控制器能够完成复杂控制算法的快速运算,并网运行性能可靠。     

车载CAN网关实时性分析与改进

为改进车载网关在实际应用中的实时性能,减少网关延时,将主从节点调度方法引入车载CAN的网关调度中。分析了影响车载CAN网关实时性的因素,根据车载CAN网关的信号路由、报文调度方式和网络负载对网关传输延时的影响,设计了一种基于信号更新位的改进型CAN网络主从节点调度算法;通过使用实际网关硬件和TELLUS汽车网络仿真工具构建了实验平台,并对该调度算法进行了评价。研究结果表明,采用该改进型主从节点调度算法的网关延时最多可以比传统调度方式减少4.6%,可提高车载CAN网关的实时性能。