基于模糊神经网络的网络控制系统多参数调度

发布时间：2023-04-06 20:26

　　网络控制系统(Network Control Systems,NCS)是以网络为传输介质,把散布在不同地点的传感器,控制器及执行器形成的控制回路,以及网络中的其他节点相互连接形成闭环的实时反馈控制系统。网络控制系统由于可靠性高、易于扩展、抗干扰能力强、运行及维护成本相对较低而得到了广泛的关注和运用。但是由于引入了网络作为传输介质,引发了许多需要研究解决的问题如丢包,网络时延和网络拥塞等。为了找到这些问题的解决方案,需要在控制和调度协同设计的思想下,从系统控制算法的优化和网络资源的合理调度等方面进行研究。本文通过研究网络控制系统的各个控制回路信息传输,对网络控制系统的QoS(Quality of Service)和QoP(Quality of Performance)同时进行设计分析,提出了一种基于模糊神经网络的多参数(MP-FNN)优先级调度算法:首先以控制回路的误差,误差变化率和网络传输时延作为算法的输入,用模糊规则作为训练样本对神经网络进行训练,将模糊规则映射到神经网络中,通过训练后的模糊神经网络可以得出每个控制回路的网络需求度;然后,运用实时任务调度的思想,根据每个控制任务的空闲...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 网络控制系统发展现状
        1.2.1 网络控制系统的结构
        1.2.2 网络控制系统的主要问题
    1.3 网络控制系统的调度研究概述
        1.3.1 静态调度算法
        1.3.2 动态调度算法
        1.3.3 混合调度算法
        1.3.4 控制和调度协同设计
    1.4 本文主要研究工作
第2章 网络控制系统研究准备工作
    2.1 网络控制系统调度中的相关概念
        2.1.1 网络控制系统调度与CPU实时调度
        2.1.2 网络控制系统调度中信息的分类
        2.1.3 网络控制系统调度中的任务时间参数
    2.2 模糊神经网络概述
        2.2.1 模糊控制简介
        2.2.2 模糊系统与神经网络的结合
        2.2.3 模糊神经网络系统结构
    2.3 TrueTime工具箱
        2.3.1 TrueTime主要模块
        2.3.2 初始化伪码简介
    2.4 本章小结
第3章 基于模糊神经网络的多参数优先级调度
    3.1 引言
    3.2 网络控制系统的设计
    3.3 神经模糊反馈调度算法的实现
        3.3.1 模糊神经网络多参数的处理
        3.3.2 集中调度器的设计
        3.3.3 MP-FNN调度器的设计
        3.3.4 CAN总线标准数据帧的优先标识符设计
        3.3.5 MP-FNN的调度流程
    3.4 实验仿真
        3.4.1 仿真模型
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第4章 变采样周期调度与模糊PID控制协同设计
    4.1 采样周期与网络控制系统控制性能的联系
    4.2 变采样周期调度
        4.2.1 基于变采样周期调度的网络控制系统设计
        4.2.2 网络利用率的预测
        4.2.3 采样周期的调整
    4.3 模糊PID控制器的设计
        4.3.1 模糊PID控制器结构
        4.3.2 模糊PID控制器的原理
    4.4 调度和控制协同设计的实现
    4.5 实验仿真
        4.5.1 仿真模型
        4.5.2 仿真结果
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢



本文编号：3784361