隨著實(shí)時以太網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展,它已替代了普通現(xiàn)場總線在運(yùn)動控制通訊領(lǐng)域的地位。而同步運(yùn)動控制作為運(yùn)動控制領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),也是實(shí)時以太網(wǎng)技術(shù)通訊實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié),主要存在時鐘同步及同步控制策略兩個難點(diǎn)。傳統(tǒng)的以軟件時間戳為基礎(chǔ)的時鐘同步系統(tǒng)同步過程簡單,成本低,且存在同步精度低,測量過程噪聲嚴(yán)重等問題。本文基于實(shí)時以太網(wǎng),對IEEE1588時鐘同步原理進(jìn)行了分析和研究,提出基于卡爾曼濾波的時鐘同步優(yōu)化算法,搭建系統(tǒng)平臺實(shí)現(xiàn)微秒級的時鐘同步。論文的主要研究工作如下:首先圍繞IEEE1588時鐘同步原理,闡述了PTP同步報文結(jié)構(gòu)。再進(jìn)一步深入探討了影響時鐘同步精度的主要因素,如:時鐘頻率漂移、時間戳獲取位置、網(wǎng)絡(luò)鏈路不對稱、同步時間間隔等。然后圍繞描述的影響同步精度的主要因素,提出時鐘同步改進(jìn)方案及優(yōu)化算法。提出了頻率補(bǔ)償方案,通過補(bǔ)償頻率,保持主從時鐘間的頻率差在可控范圍內(nèi),減少因頻率漂移引起的同步誤差;提出了補(bǔ)償軟件時間戳方案,使得到的軟件時間戳?xí)r間更接近于硬件時間戳?xí)r間,減少因軟件時間戳精度過低引起的同步誤差;提出了修正時鐘偏差和傳輸延時方案,減少因鏈路不對稱引起的延時抖動及同步誤差;... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)比較算法流程

T T T3-(1)圖3.4 Wireshark軟件獲取報文抵達(dá)時間以相同方式，計算出從時鐘端報文從驅(qū)動層傳輸?shù)轿锢韺铀?jīng)歷的時間 ，記Delay_Req 報文到達(dá)物理層的時間 ，結(jié)合 Delay_Req 報文在驅(qū)動層加蓋的時間戳 。有 的計算公式如式 3-(2)。slaves1 s2 T T T3-(2)3.2.3頻率補(bǔ)償方案針對主從時鐘間時鐘源頻率不同引起的時鐘漂移情況，提出頻率補(bǔ)償方案。頻率補(bǔ)償方案可分為頻率因子補(bǔ)償方案和本地漂移量補(bǔ)償方案。而無論是頻率因子補(bǔ)償方案還是本地漂移量補(bǔ)償方案，都需要頻率可調(diào)的時鐘模塊作為前提。(1)頻率漂移因子補(bǔ)償方案如圖 3.5 所示，主時鐘端每隔一個同步同期，對從時鐘端發(fā)起 Sync 報文，與同步原理中的命名一致

而 E2E 和 P2P 兩者的不同是測量方式，E2E 透明時鐘主要使用請求應(yīng)答測量機(jī)制，而 P2P則是端延時測量機(jī)制，因此 E2E 和 P2P 無法同時使用。圖3.6 P2P透明時鐘測量方式如圖 3.6 所示，P2P 所采取的測量手段是逐段測量及校正主從時鐘間的鏈路延時。當(dāng)主時鐘向各從時鐘發(fā)起 Sync 報文時，通過和相鄰的 P2P 節(jié)點(diǎn)交換 Pdelay_Req、Pdelay_Resp報文來測量端口間的鏈路延時，再得出鏈路延時后，P2P 需要把該鏈路延時及交換機(jī)駐留

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3036259