导读:本文包含了调度与控制协同设计论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多径路由,切换系统,负载平衡,指数稳定
调度与控制协同设计论文文献综述
赵云波,姚俊毅,倪洪杰[1]（2019）在《多径路由网络化控制系统的路径调度与控制器协同设计》一文中研究指出研究了带有多径通信路由的网络化控制系统的通信路径调度和控制器的协同设计问题.通过将不同通信路径切换及带来的时延变化建模为系统模态的切换,得到了所研究系统的切换系统模型.给出了使得闭环系统指数稳定的通信路径调度所需满足的条件,并提出了满足系统稳定和网络负载均衡的闭环通信路径调度方案和控制器设计方法.数值仿真算例验证了算法的优越性和有效性.(本文来源于《系统科学与数学》期刊2019年04期）
周元斌[2]（2017）在《基于固定抢占点调度的实时控制系统协同设计研究》一文中研究指出输入输出延迟(Input-Output Delay,IO Delay)和采样延迟(Sampling Delay)是实时控制系统的重要参数,这些参数会影响控制系统的性能和稳定性,因而在设计阶段需要考虑这些参数。固定抢占点调度被提出用以减少运行开销(Runtime Overhead),提高任务最坏执行时间(WCET)的可预测性和系统的可调度性(Schedulability)。然而固定抢占点调度的优点不仅仅局限于此,对于以固定抢占点进行调度的任务,将其最后一段不可抢占区域设置为最大,该任务的输入输出延迟可降到最低。但是不可抢占区域却会阻塞高优先级任务带来更大的采样延迟,且最后一段不可抢占区域的大小会对该任务的最大采样延迟造成影响。在本文中解决了带有最后一段不可抢占区域的固定优先级调度算法(Fixed Priority Tasks with Last Non-preemptive Region,FP-LNPR)的输入输出延迟和采样延迟分析,该调度算法为固定抢占点调度的一个变形。根据以上的输入输出延迟和采样延迟分析,在FP-LNPR调度算法的基础上,提出了 FP-LNPR*调度算法。研究了对于完全可抢占固定优先级调度下可调度的限制截止期任务(Constrained Deadline),可将FP-LNPR*调度算法应用到实时控制系统中来提高控制性能。仿真实验表明相较于完全可抢占固定优先级调度和FP-LNPR调度,FP-LNPR*调度算法可获得最低的输入输出延迟和采样延迟。对于一个基准测试的控制系统,在叁个调度算法之中,FP-LNPR*算法可获得最好的控制性能。当抢占开销不可忽略时,抢占点的选取会影响任务的最坏执行时间和最后一段不可抢占区域的大小,因而将最后一段不可抢占区域设置为最大,并非能获得最小的输入输出延迟,因而研究了以最小化任务输入输出延迟为目标的最优抢占点选取算法。本文的主要贡献点如下:1.输入输出延迟分析,首先定义了造成最大输入输出延迟的时刻“输入输出临界时刻”,并在FP-LNPR调度算法下找到了该时刻。研究了计算最大输入输出延迟的方法,证明了减小任务最后一段不可抢占区域的长度大小,任务的最大输入输出延迟不能降低。2.采样延迟分析,首先定义了采样延迟自激现象(Sampling Delay Self-pushing Phenomenon),研究比较了采样延迟自激现象(Sampling Delay Self-pushing Phenomenon)与自激现象(Self-pushing Phenomenon)的区别。证明了对于完全可抢占固定优先级调度下可调度的限制截止期任务(Constrained Deadline)不存在采样延迟自激现象。对于FP-LNPR调度算法,研究了ε 临界时刻(ε-critical instant)存在的两种性质。根据此提出了采样延迟的计算方法,证明了最小化非控制任务的最后一段不可抢占区域,控制任务的采样延迟会减小。重点研究了对于不存在采样延迟自激现象的控制任务,不可抢占区域大小不会影响该任务的最大采样延迟大小。3.根据输入输出延迟和采样延迟分析,在FP-LNPR调度算法基础上提出了FP-LNPR*调度算法。在该调度算法中,将控制任务的最后不可抢占区域设置最大,对于非控制任务,设置其为完全抢占。4.当任务的抢占开销不可忽略时,研究了带抢占开销的输入输出延迟分析,通过分支限界法(branch and bound)和穷举搜索法(exhaustive search)提出了以最小化任务的输入输出延迟为目标的最优抢占点选择算法。(本文来源于《杭州电子科技大学》期刊2017-03-01）
王丽媛,岳伟,庄严[3]（2016）在《网络控制系统信道调度和控制器协同设计》一文中研究指出以网络控制系统为研究对象,讨论信道受限和丢包对系统性能的影响.假设在任意采样时刻只有部分系统可以接入信道,且系统在进行数据传输时会发生丢包现象.首先,将丢包过程描述为独立的伯努利过程,根据每个系统的信道接入状态,建立系统的切换模型;然后,利用平均驻留时间技术,得到系统指数均方稳定的充分条件以及信道的可调度条件;最后,根据以上结果,给出系统信道调度策略和控制器的协同设计算法,使得系统镇定的同时具有理想的衰减率.(本文来源于《大连理工大学学报》期刊2016年06期）
孙壬泉,何芳[4]（2016）在《网络化运动控制系统的调度与控制协同设计》一文中研究指出为兼顾系统控制质量和网络服务质量,针对网络化运动控制系统(networked motion control system,NMCS),提出一种基于最大误差优先级(maximum error first,MEF)网络调度与自适应模糊控制的协同设计方法,给出MEF调度器和自适应模糊控制器的设计方案;对NMCS进行仿真建模,从稳定性和动态性能方面与无调度器固定PID控制方法进行仿真对比。结果表明,所提出的设计方法可以使NMCS具有更好的动态跟随性能和抗扰性能。(本文来源于《济南大学学报(自然科学版)》期刊2016年05期）
文世喜[5]（2015）在《网络化系统调度序列MRBS与控制协同设计方法及应用》一文中研究指出通过网络实现对多个子系统的协同控制在实际应用中十分常见,例如,智能交通系统的车辆通信与控制,通过基站对多智能体(机器人,车辆,船舶、飞行器)的编队控制以及无线传感网络对气候、环境的监测。然而由于网络带宽有限或通信能力限制在任意时刻,只允许多个子系统的中的一部分能够同时访问网络,而其它的子系统只能等待。为了保证所有子系统的同时稳定,需要在考虑控制器设计的同时考虑网络的调度策略的设计。通过对协同控制问题的研究现状进行分析,不难发现,当前文献中提出的调度策略均是以数值形式实现的,需要根据系统的可调度条件或稳定性条件通过大量繁琐的计算得到,因此存在计算量大、不易得到可行解以及不灵活的问题。据此,我们将具有解析形式二进制序列MRBS (most regular binary sequence)作为子系统访问网络的调度函数,考虑了其与控制器的协同设计问题,主要的研究工作如下：1.针对由调度序列MRBS引起的子系统非均匀采样特性,给出了能够保证子系统能控/能观的调度序列MRBS(采样序列)应满足的条件。提出了一种由调度序列MRBS产生的采样间隔决定的分段定常的变增益控制器结构,同时,考虑了控制器增益与采样间隔之间的异步切换问题。综合调度序列MRBS与控制器两部分,建立调度序列与控制的协同设计算法。2.为有效节省通信能力有限的无线网络资源和控制器的计算资源,将以时间触发机制的调度序列MRBS与事件触发机制相结合从而形成一种混合的数据传送策略。并建立了混合数据传送策略与控制协同设计算法,可同时确定调度序列MRB S产生函数的参数、事件条件中的参数以及控制器的增益。在解决子系统进入网络产生的访问冲突的同时保证所有子系统的同时稳定性。3.在考虑无线网络存在的通信能力限制问题的同时兼顾了存在的UDP型(User Datagram Protocol-type)和 TCP型(Transmission Control Protocol-type)两种数据丢包情况。依据子系统访问网络的状态以及在传感器—控制器侧以及控制器—执行器侧发生的数据丢包情况的不同,为子系统建立了具有多个子模式的切换系统模型。利用Lyapunov函数方法以及平均驻留时间技术得到了能够保证子系统同时稳定以及可调度的条件。通过提出的基于优先级分配的调度规则,建立了调度序列MRBS与控制器协同设计的新算法。4.将提出的二进制序列MRBS与控制的协同设计方法用于解决智能交通系统中的车辆通信调度与控制问题,主要针对多个相互耦合的子系统的调度与控制的协同设计问题。在车载网络通信能力限制以及存在任意数据丢包情况下,为车队建立了相应的模型。根据相关的稳定性与可调度条件,为车队建立了调度序列MRBS与控制的协同设计算法,能够有效解决车辆进入车载网络产生的冲突问题的同时保证整个车队的队列稳定性以及零稳态误差响应。并通过Arduiono智能实验小车组成的车队验证了算法的有效性及实用性。(本文来源于《大连海事大学》期刊2015-03-01）
包玥[6]（2014）在《FlexRay车载网络的调度与控制协同设计》一文中研究指出随着计算机网络和“线控”技术的迅猛发展，汽车内部逐渐形成了以共享网络为媒介以电为信号的网络控制系统。同时，随着越来越多的电子控制单元（ECU）加入到车载网络中，对车载网络总线的要求越来越高，需要其具有更高的传输速率、容错能力、实时性以及扩展性等。以FlexRay总线形成的网络控制系统能够满足现代车辆中大量数据实时通信的要求，其主要应用于汽车安全系统的通信，如刹车系统和转向系统。由于网络资源的有限性，网络调度的目的就是为了合理地对网络资源进行分配以解决各个回路的消息冲突的问题。但是若需要提高网络的控制性能，就需要较高的采样周期，而在网络系统中，过高的采样周期会加重网络的负担而不能保证所有的消息能够得到传输，所以网络的控制和调度是相互矛盾的。调度和控制协同设计目的就是通过同时约束网络调度和控制来设计控制系统，保证网络的稳定性的同时也提高网络资源的利用率。本文对网络控制系统的协同控制做出了分析，同时结合FlexRay网络的特点，对其静态段的通信机制以及调度做了研究分析，主要工作如下：首先，介绍了网络控制系统的调度问题以及FlexRay总线的通信机制，结合RM调度研究了调度和控制协同设计模型，并通过Matlab的TrueTime工具箱进行仿真比较验证。其次，分析了FlexRay静态段的通信机制，详细介绍了FlexRay静态段的参数设置方法。然后，针对FlexRay网络控制系统的调度，提出了基于主动丢包的切换策略来减少网络时延对控制性能的影响。为了减少信息的冲突且提高网络资源的利用率，研究了各回路基于不同采样初始时刻的调度，并通过搭建切换模型对该方法进行验证。最后，由于在实际应用中，将有大量的ECU接入网络形成大量的控制回路，手动分配采样初始时刻的方法不能满足快速准确的需求。因此，提出了基于遗传算法的丢包切换策略，建立具有约束条件的调度表的遗传个体模型，然后通过算法迭代进化，找到满足时延、网络利用率以及稳定性等综合性能较高的调度表。通过模型建立和仿真，验证了这种遗传算法求解最优的有效性，提高了计算速率和网络性能。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2014-05-01）
凌云,张和生,杨军[7]（2013）在《列车网络控制系统的调度与控制协同设计方法》一文中研究指出网络控制系统存在调度与控制相互约束的问题,针对CAN作为总线的局部列车网络控制系统,为提高其在调度与控制相互约束下的综合性能,以消息传输时延和丢包率为优化目标,可调度条件和控制系统稳定性为约束,将调度与控制协同设计转化为关于传输周期的多目标约束优化问题,并利用遗传算法求解所述问题,得到优化的传输周期,最后给出了优化实例。结果表明,得到的传输周期可以在约束下使网络性能达到最优,满足列车对消息传输实时可靠的要求。在该列车网络控制系统中,所述调度与控制协同设计方法是可行的。(本文来源于《电子测量与仪器学报》期刊2013年11期）
孙洪涛[8]（2013）在《基于变采样周期的网络化系统控制与调度的协同设计》一文中研究指出控制与调度的协同设计是解决网络化系统资源受限这一瓶颈问题的重要方法,其目的是同时保证控制系统的品质(Quality of Performance简称QOP)和通讯网络的服务质量(Quality of Service,简称QoS)。采样周期是联系控制性能与网络利用率的纽带。本文正是基于这种纽带关系对网络化系统采用变采样周期策略,动态调整各个子系统的采样周期,从而实现网络控制系统(Networked Control System)控制与调度的系统设计。具体内容如下：(1)首先概括了网络控制系统的发展历程及因采样周期选取衍生的相关问题,并在此基础上综述了当前网络控制系统协同设计的国内外研究现状,并于木部分最后指出网络化系统采用变采样周期周期的必要性和必然性；(2)进一步,对网络控制系统的多率采样理论基础及相关问题进行简要阐述,并为后续的研究提供一定的理论依据；(3)提出了一种基于变采样周期的网络化系统的协同设计方法。首先从带宽调度方面,根据被控对象的特性和运动状态进行实时采样周期周期调整以降低网络时延；进一步,从控制器设计方面,设计了一种基于增广状态空间的控制策略来对抗网络控制系统中的时延,即将时延融入到线性系统的控制器设计中；(4)本部分是在(3)基础上的进一步细化,给出了一种基于比例误差的采样周期调度方法,在保证系统稳定性的基础之上也证明了网络带宽与控制性能之间的关系；(5)最后,对本文的研究工作做了相应的总结,并对未来网络控制系统控制与调度协同设计在该方面的研究作了必要的展望。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2013-05-27）
庞甲甲[9]（2013）在《网络控制系统的控制与调度协同设计》一文中研究指出网络控制系统（Networked Control Systems, NCS）具有管理集中、危险分散、可靠性高和资源共享等优点，其在工业自动化、航空航天和机器人等领域获得了广泛的应用。由于共享网络资源有限，NCS中的信息在交换的过程中不可避免的产生了一些问题，诸如网络时延、网络阻塞、数据包丢失、节点干扰等，这些问题会导致NCS性能急剧恶化，甚至使得系统不再稳定。因此，如何削弱NCS中不利因素对其产生的负面影响是该领域的一个研究热点。以往许多研究从NCS调度策略或控制角度出发，而本文则对控制与调度两方面综合考虑，采用适当的调度策略，保证控制系统的性能，其研究具有重要的理论意义和应用价值。因为NCS的性能不仅依赖于控制算法的设计，还依赖于对网络资源的调度，所以本文首先分析了NCS的控制与调度协同设计思想，并讨论了进行控制与调度协同设计的方法，包括单调速率（RM）、线性二次动态调度、考虑控制性能的EDF调度及变采样周期协同设计方法。在对NCS典型调度算法RM、EDF研究的基础上，提出了NCS的模糊动态调度算法，即根据各控制回路的误差及误差变化率，经模糊控制确定各个回路的优先级，然后根据优先级大小确定各个回路执行任务的先后顺序。给出了模糊调度器的设计方法，完成了NCS模糊动态调度器的设计。研究了基于TrueTime的NCS仿真建模方法及NCS的控制性能研究方法。对采用模糊动态调度器的多回路NCS进行了仿真建模及其系统性能研究。对比无调度器和有动态模糊调度器的多回路NCS，仿真研究结果表明，采用所提出的模糊动态调度方法，避免了多个回路争抢网络资源，结合控制器参数的合理设置，使NCS各回路的性能得到优化。搭建了PROFIBUS-DP网络实验平台，实现了主从网络系统的组网，完成了模糊动态调度、网络通讯PLC程序设计。实验研究结果表明，其回路的调度结果与仿真研究相吻合。(本文来源于《济南大学》期刊2013-05-01）
任俊[10]（2013）在《通讯约束的网络控制系统动态调度与量化控制的协同设计》一文中研究指出现如今,随着自动化技术、计算机技术以及网络通信技术的高度发展,网络控制系统已运用于生产与生活的多个领域。本文针对通信约束的网络控制系统,研究介质访问与位速率约束的网络环境下动态调度算法与量化控制的协同设计问题。论文的主要工作如下：针对一类带有时延和数据丢包的网络控制系统,在网络通信编码中采用原始量化器,首先给出保证量化误差收敛的最小位速率条件,并通过动态量化误差与动态量化范围的等效变换,进一步分析闭环网络控制系统的反馈镇定问题,采用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术,给出使闭环网络系统随机均方稳定的状态反馈控制器设计方法。针对具有时延的网络控制系统,研究TOD(试一次丢弃)动态调度策略与量化控制协同设计的新方法。通过Lyapunov稳定性理论分析了原始动态量化器位速率收敛的条件。接着在MEF-TOD动态调度策略和动态时变量化器的作用下,网络控制系统被建模成参数不确定的离散切换系统。最后设计满足闭环网络系统渐近稳定的控制器设计方法。针对介质访问和位速率同时受约束的网络控制系统,研究了一种基于最小切换的节点动态调度与量化控制协同设计的方法。首先由于介质访问受限和调度策略使得量化器在多模态下工作,并给出量化器在任意模态切换下量化误差收敛的位速率条件。进一步将系统建模成参数不确定的离散切换系统,并给出使得系统渐近稳定的最小切换规则与量化控制系统设计的方法。最后,本文针对由多个被控对象组成的网络控制系统提出速率分配与控制器协同设计的方法。采用原始动态量化器,由于位速率受限,所有节点不能同时获得量化误差收敛的位速率,因此设计两种速率模态,将每个子系统建模成参数不确定的离散切换系统,进一步运用切换系统理论和平均驻留时间技术,同时设计速率分配策略和量化控制器,使得整个网络控制系统满足指数稳定。(本文来源于《南京理工大学》期刊2013-03-01）
调度与控制协同设计论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
输入输出延迟(Input-Output Delay,IO Delay)和采样延迟(Sampling Delay)是实时控制系统的重要参数,这些参数会影响控制系统的性能和稳定性,因而在设计阶段需要考虑这些参数。固定抢占点调度被提出用以减少运行开销(Runtime Overhead),提高任务最坏执行时间(WCET)的可预测性和系统的可调度性(Schedulability)。然而固定抢占点调度的优点不仅仅局限于此,对于以固定抢占点进行调度的任务,将其最后一段不可抢占区域设置为最大,该任务的输入输出延迟可降到最低。但是不可抢占区域却会阻塞高优先级任务带来更大的采样延迟,且最后一段不可抢占区域的大小会对该任务的最大采样延迟造成影响。在本文中解决了带有最后一段不可抢占区域的固定优先级调度算法(Fixed Priority Tasks with Last Non-preemptive Region,FP-LNPR)的输入输出延迟和采样延迟分析,该调度算法为固定抢占点调度的一个变形。根据以上的输入输出延迟和采样延迟分析,在FP-LNPR调度算法的基础上,提出了 FP-LNPR*调度算法。研究了对于完全可抢占固定优先级调度下可调度的限制截止期任务(Constrained Deadline),可将FP-LNPR*调度算法应用到实时控制系统中来提高控制性能。仿真实验表明相较于完全可抢占固定优先级调度和FP-LNPR调度,FP-LNPR*调度算法可获得最低的输入输出延迟和采样延迟。对于一个基准测试的控制系统,在叁个调度算法之中,FP-LNPR*算法可获得最好的控制性能。当抢占开销不可忽略时,抢占点的选取会影响任务的最坏执行时间和最后一段不可抢占区域的大小,因而将最后一段不可抢占区域设置为最大,并非能获得最小的输入输出延迟,因而研究了以最小化任务输入输出延迟为目标的最优抢占点选取算法。本文的主要贡献点如下:1.输入输出延迟分析,首先定义了造成最大输入输出延迟的时刻“输入输出临界时刻”,并在FP-LNPR调度算法下找到了该时刻。研究了计算最大输入输出延迟的方法,证明了减小任务最后一段不可抢占区域的长度大小,任务的最大输入输出延迟不能降低。2.采样延迟分析,首先定义了采样延迟自激现象(Sampling Delay Self-pushing Phenomenon),研究比较了采样延迟自激现象(Sampling Delay Self-pushing Phenomenon)与自激现象(Self-pushing Phenomenon)的区别。证明了对于完全可抢占固定优先级调度下可调度的限制截止期任务(Constrained Deadline)不存在采样延迟自激现象。对于FP-LNPR调度算法,研究了ε 临界时刻(ε-critical instant)存在的两种性质。根据此提出了采样延迟的计算方法,证明了最小化非控制任务的最后一段不可抢占区域,控制任务的采样延迟会减小。重点研究了对于不存在采样延迟自激现象的控制任务,不可抢占区域大小不会影响该任务的最大采样延迟大小。3.根据输入输出延迟和采样延迟分析,在FP-LNPR调度算法基础上提出了FP-LNPR*调度算法。在该调度算法中,将控制任务的最后不可抢占区域设置最大,对于非控制任务,设置其为完全抢占。4.当任务的抢占开销不可忽略时,研究了带抢占开销的输入输出延迟分析,通过分支限界法(branch and bound)和穷举搜索法(exhaustive search)提出了以最小化任务的输入输出延迟为目标的最优抢占点选择算法。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
调度与控制协同设计论文参考文献
[1].赵云波,姚俊毅,倪洪杰.多径路由网络化控制系统的路径调度与控制器协同设计[J].系统科学与数学.2019
[2].周元斌.基于固定抢占点调度的实时控制系统协同设计研究[D].杭州电子科技大学.2017
[3].王丽媛,岳伟,庄严.网络控制系统信道调度和控制器协同设计[J].大连理工大学学报.2016
[4].孙壬泉,何芳.网络化运动控制系统的调度与控制协同设计[J].济南大学学报(自然科学版).2016
[5].文世喜.网络化系统调度序列MRBS与控制协同设计方法及应用[D].大连海事大学.2015
[6].包玥.FlexRay车载网络的调度与控制协同设计[D].武汉理工大学.2014
[7].凌云,张和生,杨军.列车网络控制系统的调度与控制协同设计方法[J].电子测量与仪器学报.2013
[8].孙洪涛.基于变采样周期的网络化系统控制与调度的协同设计[D].兰州理工大学.2013
[9].庞甲甲.网络控制系统的控制与调度协同设计[D].济南大学.2013
[10].任俊.通讯约束的网络控制系统动态调度与量化控制的协同设计[D].南京理工大学.2013