基于反饋調度的CPS網(wǎng)絡QoS控制策略研究.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems，CPS)是綜合了計算、通信和控制技術于一體的新型智能復雜系統(tǒng)。CPS深度融合了信息資源與物理資源，將再一次掀起信息產(chǎn)業(yè)的浪潮。它將深刻改變人類同信息世界和物理世界的交互方式。由于CPS深度融合、高復雜性以及信息量大等特點，其對網(wǎng)絡QoS提出了更高要求，只有滿足QoS要求才能保證系統(tǒng)的有效運行。
　　本文首先分析整理了CPS的相關概念和研究現(xiàn)狀，比較了CPS與相關技術的

2、異同，重點討論了CPS的時態(tài)特性及影響CPS網(wǎng)絡性能的幾種關鍵因素。在總結了CPS中各個控制回路的時態(tài)特性后，進一步分析了采樣周期對系統(tǒng)的控制性能和網(wǎng)絡性能的影響;在上述分析的基礎上，提出了一種基于反饋調度的控制策略，設計網(wǎng)絡反饋調度器，在線實時調整傳感器的采樣頻率，以保證網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。該反饋調度器包括等間隔采樣網(wǎng)絡帶寬和錯誤傳輸率的網(wǎng)絡QoS監(jiān)測器、利用監(jiān)測器獲取的帶寬值估計網(wǎng)絡帶寬調節(jié)量的QoS控制器和根據(jù)該調節(jié)量及獲取的錯誤傳輸率

3、調整網(wǎng)絡參數(shù)的QoS執(zhí)行器。QoS執(zhí)行器計算出下一個任務周期的可利用網(wǎng)絡帶寬，并將帶寬合理地分配給各個不同需求的控制回路，最終根據(jù)各個回路得到的帶寬計算采樣頻率。
　　其次，利用了PID控制和模糊PID控制，對反饋調度器中QoS控制器進行了詳細的實現(xiàn)。分別介紹了PID控制和模糊PID控制的基本原理之后，在Matlab/Simulink工具箱下建立兩種控制模型，最終完成對下一個任務周期網(wǎng)絡帶寬的可調節(jié)量的預測。
　　最后，本文