發(fā)布時間：2017-08-07 15:39

  本文關(guān)鍵詞：基于啟發(fā)式最短路徑的PAC任務(wù)調(diào)度算法

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【摘要】：近年來,可編程自動化控制器(PAC)作為覆蓋工業(yè)常規(guī)控制的通用型自動化平臺,其概念一經(jīng)提出便得到廣泛關(guān)注與研究。PAC系統(tǒng)是一種典型的混合任務(wù)實時系統(tǒng),包括人機(jī)交互接口、PLC控制和運(yùn)動控制等多種功能模塊,對系統(tǒng)內(nèi)部的任務(wù)調(diào)度機(jī)制具有特定需求。研究了實時系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度理論,對于任務(wù)調(diào)度理論中調(diào)度算法這一重要的研究內(nèi)容,分別從算法分類、調(diào)度策略和性能評估標(biāo)準(zhǔn)等方面展開討論；闡述了已經(jīng)提出的各類調(diào)度算法,介紹了該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀；指出了實時系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度理論研究在實際應(yīng)用中所面臨的問題。針對當(dāng)前實時系統(tǒng)中不同類型任務(wù)共存、部分任務(wù)之間具有時序相關(guān)性等特點,建立了混合關(guān)聯(lián)任務(wù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述模型；對任務(wù)執(zhí)行序列的選擇問題進(jìn)行抽象,將其轉(zhuǎn)化為在狀態(tài)空間樹中尋找狀態(tài)節(jié)點之間最短路徑的問題；提出了一種基于啟發(fā)式搜索的最短路徑(SPA)任務(wù)調(diào)度算法,證明了該算法中啟發(fā)式代價評估函數(shù)的構(gòu)造條件,討論了算法的適用性,解決了混合關(guān)聯(lián)任務(wù)集的實時調(diào)度問題。根據(jù)PAC實時系統(tǒng)的應(yīng)用需求和具體特點,以功能為單位對PAC系統(tǒng)進(jìn)行了任務(wù)劃分,建立了任務(wù)時間約束集,構(gòu)造了啟發(fā)式代價評估函數(shù),描述了SPA算法的設(shè)計流程圖、偽代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在PAC系統(tǒng)的實時內(nèi)核中實現(xiàn)了SPA任務(wù)調(diào)度算法,以四軸并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)作為實例分析及算法性能驗證平臺,實驗測試結(jié)果表明該算法的實際運(yùn)行效果與理論分析預(yù)期一致,具有較高的工業(yè)應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：PAC實時系統(tǒng) 混合任務(wù)調(diào)度 最短路徑算法 啟發(fā)式搜索
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP301.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.1.1 PAC系統(tǒng)及其實時調(diào)度需求8-9
• 1.1.2 實時系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)10-12
• 2 實時系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度理論12-19
• 2.1 實時系統(tǒng)概念12-13
• 2.1.1 實時系統(tǒng)特征12
• 2.1.2 實時系統(tǒng)分類12-13
• 2.2 任務(wù)調(diào)度理論13-18
• 2.2.1 任務(wù)調(diào)度概述13-15
• 2.2.2 經(jīng)典任務(wù)調(diào)度算法15-16
• 2.2.3 混合任務(wù)調(diào)度算法16-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 3 啟發(fā)式搜索最短路徑調(diào)度算法19-31
• 3.1 混合任務(wù)系統(tǒng)建模19-22
• 3.1.1 任務(wù)模型描述19-20
• 3.1.2 任務(wù)切換條件20-21
• 3.1.3 任務(wù)調(diào)度目標(biāo)21-22
• 3.2 任務(wù)調(diào)度問題轉(zhuǎn)化22
• 3.3 代價評估函數(shù)構(gòu)造22-24
• 3.4 SPA任務(wù)調(diào)度算法24-30
• 3.4.1 SPA算法描述24-26
• 3.4.2 SPA算法示例26-29
• 3.4.3 SPA算法適用性29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 4 基于SPA算法的PAC任務(wù)調(diào)度31-37
• 4.1 PAC系統(tǒng)任務(wù)劃分31-32
• 4.2 任務(wù)時間約束集32-35
• 4.3 代價評估函數(shù)35
• 4.4 算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)35-36
• 4.5 本章小結(jié)36-37
• 5 實例分析與性能測試37-45
• 5.1 四軸并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)37-38
• 5.2 調(diào)度實例分析38-42
• 5.3 關(guān)鍵性能測試42-44
• 5.4 本章小結(jié)44-45
• 結(jié)論45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況49-50
• 致謝50-51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：635402