网络控制系统(Networked Control System,NCS)是近年来重要而热门的研究课题,它在交通运输,医疗卫生,航空航天和现代通讯等领域有广泛的应用和广阔的应用前景。控制理论和调度理论是网络控制系统的两个重要研究方向,不同与经典的控制系统,网络控制系统的动态性能和稳定性不仅与控制策略有关而且与调度策略有密切关系,好的调度策略是网络控制系统稳定的前提和系统性能优化的基础。网络控制系统的调度理论极其算法的研究对于网络控制系统理论的研究有重要的意义和价值。 本文研究网络控制系统中信息和任务的综合整体调度理论,以优化系统性能、合理分配系统资源为目标,针对以往研究中信息调度和任务调度分离设计从而忽略系统整体性的不足提出新的调度策略及算法。主要工作包括以下几个方面： 1、针对同步网络控制系统建立数学模型,描述系统中信息和任务的特性。提出基于遗传算法的静态调度算法。算法以减小同步网络控制系统中各控制回路的公有采样周期和减小各控制回路的端端延时作为优化目标,多目标寻优,获取近似最优解。仿真结果表明,算法可以有效优化系统性能,实现较高的网络和处理器资源利用率。论文还提出同步网络控制系统处理器选择的依据。 2、针对异步网络控制系统建立数学模型,描述系统中的信息和任务的特性。首先给出处理器任务的分配调度方案,保证负载平衡。在此基础上借鉴实时系统的EDF调度算法提出信息和任务的整体调度方案。并对算法的性能和可调度性做了评价。仿真结果表明调度算法可以实现较高的系统资源利用率,保证实时信息和任务不丢失时限。 3、在异步网络控制系统中考虑非周期信息和任务并建立数学模型描述。指出静态调度算法的缺陷和不足和动态算法的优点。借鉴近视算法中时间窗口的概念,提出异步系统的动态调度算法。提出最迟执行时间概念,并以此为基础应用优先级策略。将优先级不同的信息和任务分别调度,保证了系统实时性要求,同时起到性能优化作用。本文同时分析了动态时间窗口长度选择依据。仿真表明算法可以有效调度周期性和非周期性混合任务,保证系统信息和任务的实时性,实现较高的系统资源利用率。