网络控制系统调度方法：双缸同步控制的应用

"这篇论文探讨了控制网络的综合调度方法及其在双缸同步控制中的应用。作者杨丽曼和李运华来自北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，他们提出了一种新的调度策略，旨在提升网络调度的工程实用性。通过预估网络负载并结合频谱能量分析法，初步确定多个控制回路的采样周期范围。针对网络环境中的争用情况，文章采用了非抢占的Rate Monotonic (RM) 算法进行带宽分配，优化任务周期和优先级设置，确保网络的可调度性。同时，引入带宽预留概念，处理周期任务和突发任务，解决RM算法在网络调度中的挑战。论文以工程机械中的顶推系统双缸同步控制为例，进行了仿真研究，验证了所提综合调度方法的有效性。关键词包括网络调度、网络控制系统、采样周期、双缸同步控制。" 在控制网络中，网络调度是关键问题，它涉及到如何有效地分配有限的网络带宽，确保所有任务能在截止时间前完成，并达到良好的服务质量（QoS）。网络控制系统（NCS）的出现，使得控制任务与网络传输交织在一起，提出了新的调度需求。论文中提到的采样周期优化是网络调度的一部分，它直接影响控制系统的性能和稳定性。采样周期的选择既要考虑到控制理论的要求，又要适应网络传输的限制。 作者提出的综合调度方法首先通过估计网络负载，为多个控制回路提供采样周期的初步范围。接着，采用频谱能量分析法来进一步细化这些估计，这种方法可以帮助识别不同控制任务的通信需求，从而更准确地设定采样周期。 在处理网络中的竞争问题时，论文选择了非抢占的RM算法。这种算法基于任务的周期性和优先级，可以保证固定周期任务的执行，但在处理突发任务时可能会面临挑战。为了解决这个问题，论文提出了带宽预留的概念，为周期性和突发性任务都预留一定的带宽，以保证系统的稳定性和响应性。 通过双缸同步控制的案例，论文展示了所提调度策略在实际应用中的可行性。双缸同步控制是工程机械中常见的控制问题，需要精确的时间同步和高效的网络调度。仿真结果证实了综合调度方法能有效提高系统的同步精度和整体性能。 这篇论文的研究重点在于网络调度与控制算法的协同设计，它不仅提供了理论框架，还通过实例验证了其在复杂控制场景中的实用价值。这一研究对于理解网络控制系统的设计原则，以及如何在实际工程中平衡网络资源和控制性能具有重要意义。