一种基于联合规划的CAN-TSN网关实时性分析方法

控制器局域网络(Controller Area Network)CAN-TSN(Time Sensitive Networking,时间敏感网络)网关是下一代车载网络架构中关键业务数据端到端传输路径上的重要环节,其实时性直接影响跨异构网络系统传输报文的可调度性。针对CAN-TSN网关实时性分析,现有研究存在网关处理延时组成要素不全、缺乏对TSN网络的调度规划结果的联合分析等亟待解决的问题,导致利用现有研究获取的可调度集往往无法满足端到端的截止时间约束。针对上述问题,提出一种基于联合规划的CAN-TSN网关实时性分析方法。该方法基于现有CAN-TSN网关架构设计构建通用框架,分析网关处理延时组成,获取处理延时的参数化模型;联合TSN网络的规划调度结果,推导满足报文端到端可调度性的网关延时上界;搭建CAN-TSN网关原型系统,使用真实车载CAN消息集进行可调度率分析。实验结果表明,基于联合规划的CAN-TSN网关实时性分析方法,能够收紧真实环境中CAN消息集的可调度范围,使得可调度率收紧约6.7%,同时能够对网关实时性架构优化起指导作用。

移动边缘计算在5G通信中的实时性优化策略

移动边缘计算与5G通信的融合在实现实时性优化方面具有重要意义。移动边缘计算通过将计算任务靠近终端设备,降低数据传输延迟,满足了多样化的实时应用需求。5G通信的高带宽和低延迟特性为移动边缘计算提供了强有力的支持,共同推动了实时性能力的提升。实际应用中,这种融合已经在智能交通、远程医疗、工业自动化等领域取得显著成果。然而,为了实现持续优化和创新,产业界、学术界和政府部门需要深入合作,制定统一标准,推动技术的发展和应用。移动边缘计算与5G通信在未来将更紧密地结合,为数字化转型和智能化发展提供更高效、更实时的解决方案。

基于Linux的EtherCAT主站实时性的研究

精密加工领域对控制系统的实时性要求比较高,传统的控制系统不能满足高通信速率和高实时性的要求。为了提高系统实时性,提出了一种在Linux非实时系统上安装Xenomai实时内核的方案,该方案通过在Linux操作系统上安装Xenomai实时内核,然后对Linux内核和Xnomai实时内核进行配置和优化,接着移植IgH EtherCAT Master协议栈构建EtherCAT主站,最后对系统进行抖动测试,通过数据分析得出改造后的EtherCAT主站通信抖动在10μs之内,DC同步抖动在10 ns之内。测试结果表明,优化后的Linux系统实时性有了很大改善,EtherCAT主站实时性和稳定性有了较大提升,能够满足工业控制系统对实时性的要求。

大屏幕技术在电视演播室中的互动性与实时性研究

探讨在电视演播室中提升大屏幕技术互动性与实时性的策略。通过利用人工智能(Artificial Intelligence,AI)驱动的智能互动、引入多感官互动技术、采用5G/6G通信技术、实施计算密集型任务的云端处理、构建基于物联网的实时互动系统以及探索新的互动形式和界面等方法,电视演播室可以实现更高效、更自然的节目互动,并提供近乎实时的观众体验。这些创新技术为电视节目制作与传播带来了新的机遇和挑战。

通信宽带对VR虚拟现实实时性的影响分析

通信宽带在虚拟现实(VR)体验中扮演着重要的角色,影响着用户的实时交互和沉浸感。本文首先介绍了通信宽带的定义与分类,阐述了实时性在VR体验中的重要性。然后深入分析通信宽带对VR实时性的影响,发现延迟、带宽不足和数据丢包率是主要问题。而且网络基础设施、用户终端设备性能,以及不同应用场景的需求,也对VR体验产生重要影响。为此,提出了加强网络基础设施、优化数据传输协议和提升用户终端设备性能的策略,旨在改善VR的实时性,推动其在各行业的广泛应用。

Linux实时性研究及其在汽车智能驾驶中的应用实践

随着智能驾驶技术的迅猛发展,软件定义汽车的理念[1]逐渐受到广泛关注。同时,整车传感器和执行器也变得越来越丰富和复杂。在此背景下,高实时性和高确定性的操作系统成为实现智能驾驶的关键技术,用于驱动各种传感器并满足智能驾驶算法模型部署和软件运行需求。本文着重探讨了对汽车智能驾驶的实时性严格要求,并分析了Linux实时调度机制在汽车操作系统中的缺陷和不足。在此基础上,提出了一种确定性的系统任务统一调度的管理机制,既能满足系统整体计算性能的要求,又能实现关键任务的确定性执行和确定性调度。最后,在实际的量产车型环境下,对该统一调度管理机制的Linux系统进行了综合验证。测试结果表明,该系统能够满足智能驾驶平台对实时性的要求,证明了本研究的有效性。

智能仓储技术对财务数据准确性与实时性的影响研究

文章分析智能仓储技术概念以及其对财务数据准确性、实时性的影响,并基于智能仓储技术财务管理模式,提出创新发展路径:搭建数据桥梁,融合财务与仓储智能生态;自动化仓储驱动,财务流程再造升级;AI预测库存,精准配置财务资源;物联网赋能,财务监控与风险防控一体化。

智能变电站通信网络的实时性与安全性研究

通信网络是智能变电站实现自动化和智能化的重要基础,其实时性和安全性直接影响到变电站乃至整个电网运行的稳定性和数据传输的可靠性。虽然智能变电站通信网络建设过程中,相关主体会根据设计标准,测试和调控通信网络的实时性与安全性,但由于变电站运行环境的复杂性,网络的实时性与安全性仍然面临较大的不确定性。基于此,在概括介绍智能变电站通信网络实时性与安全性的基础上,对现阶段通信网络实时性与安全性方面存在的问题,以及强化措施进行分析,以期为提升通信网络性能提供参考。

快速拓展Windows实时性!史上最小的PLC运动控制器发布

为了解决Windows系统下可视化界面友好、软件开发容易、兼容性好,但无法实现实时性控制;其它带有实时控制功能的系统存在软件平台搭建困难、开发难度高、兼容性差等问题。立迈胜研发了一种NIMC301-A微型运动控制器,可以做到开箱即用,极大地增加了用户的易用性。其自带CANopen主站,具备PLC控制功能,也可为WindoWs平台提供实时性拓展,而体积仅相当于“U盘”大小!

实时性改进LTV-MPC的车辆稳定性控制研究

针对车辆稳定性控制的实时性问题,在线性时变模型预测控制(LTV-MPC)方法基础上,进一步提出了处理不等式约束优化问题的一种时变权重系数改进算法。将不等式约束作为目标函数的惩罚项,并将该惩罚项的权重系数设计为随系统状态而变化,能够直接求解具有不等式约束的二次型优化问题,避免了迭代寻优过程,在简化计算的同时提高了车辆稳定性控制实时性。仿真结果表明,该改进算法既能处理不等式约束,又能提高车辆稳定性MPC控制的实时性。

基于mbedOS的事件机制响应调度的实时性分析

事件机制是mbedOS中一种对任务进行实时控制的同步手段。为了深入分析事件机制响应调度的实时性,提出一种基于printf函数的时序分析方法,通过中断与线程的同步实验,在简要分析了响应调度的理论时间和过程的基础上,对实际响应时间进行了测试和分段解析,进一步探究了影响响应时间的要素。实验结果表明,该方法能有效完成实时性分析,提高mbedOS中事件机制对任务的更精确控制,也为其他RTOS(Real-Time Operating System)的实时性分析提供一定的技术基础。

基于分类算法的高实时性织物疵点检测

为了进一步提高织物疵点的检测效率,提出一种基于机器学习的高实时性织物疵点检测算法。首先分析了织物疵点检测算法流程,通过学习和分类2个阶段对疵点进行检测;然后利用高斯函数对织物纹理图像进行建模,并提取4类纹理特征刻画织物纹理并突出纹理中包含的疵点,采用分类算法获得分类器完成疵点判定;最后通过对比实例验证文章所提算法的可行性。研究结果表明:本文所提算法的平均准确率为97%,比传统算法高10%;采用分类算法可以节约训练时间,在织物幅宽相近的情况下,检测速度可达41 m/min,可以满足工业环境中在线实时检测要求。

基于单矢量水听器的实时性线谱提取算法

针对单矢量水听器探测条件下的水声目标线谱提取问题,提出一种可实时性迭代计算的线谱提取算法。首先利用矢量水听器声压振速通道的联合信息处理,可提高水声目标信号的信噪比。其次,利用基于极大值滤波器的线谱预处理方法对信号频谱进行峰值检测,进而通过在线谱提取过程中引入缓存器,可以在较小的计算复杂度条件下提高信号处理过程中的时间增益,再结合线谱归并方法可以较为精确的提取出目标线谱。经仿真试验分析及海上实测数据验证,该算法能够在低信噪比条件下实现对线谱的检测,并具有良好的抗线谱漂移干扰能力。

分布式仿真系统实时性实现技术研究

针对分布式仿真系统的结构和特点,阐述了计算实时性、通讯实时性和调度实时性3个方面影响系统仿真实时性的主要原因。对于计算实时性问题,提出基于扩展实时操作系统的多线程技术。对于通讯实时性问题,提出采用UDP协议和共享内存技术;对于调度实时性问题,提出采用硬件和软件同步结合的方法来实现时钟同步。通过实践表明,提出的方法是可行和有效的。

化工装置数值优化实时性提升算法探析

针对化工装置中大规模非线性操作优化出现的求解复杂度高、收敛难度大以及实时性差等问题,在原始滚动时域优化算法的基础上开发了一种基于灵敏度信息的数值优化求解实时性提升算法。该算法在克服优化计算不确定性的同时,可利用当前非线性规划问题优化结果的灵敏度信息实现在线预估未来优化时间段内操作优化问题的近似最优解,并且通过背景计算和离线矫正进一步提升预估解的精度,从而保证既快又精准地求解操作优化问题。文章选择了1个典型的化工装置作为仿真案例,优化计算耗时相比传统方法减少64.3%,验证了上述实时性提升算法的有效性。

基于OPNET Modeler的数字化变电站过程层网络实时性分析

过程层网络是数字化变电站区别于常规变电站的主要网络层。为研究其实时性对继电保护等对传输时限要求较高应用的影响,基于OPNET Modeler仿真平台,在过程层网络构建符合IEC61850标准的SCSM模型。以继电保护GOOSE和SV应用为研究对象,分析了组网方式、网络负载和传输策略等对过程层网络实时性的影响,并提出了通过优先级标签和VALN等技术降低传输延时的优化策略。为数字化变电站过程层网络实时性分析提供了定量评估方法。

一种满足实时性需求的测发控软件改进技术

针对基于Windows操作系统框架的测发控软件无法满足大多数型号实时性需求的情况,分析了现有框架不满足实时性需求而导致任务失效的具体机理。提出了基于异步协作机制简化和并行实时性任务串行化的框架改进方法,并对改进前后框架的性能进行了仿真分析。试验结果表明,基于改进框架的测发控软件处理实时性线程的周期循环间隔时间稳定性由247ms改进至20ms,平均超时失效概率由0.6改进至无失效。

飞控计算机实时性分析与优化方法研究

飞控计算机必须及时将飞行员的飞行控制信息传递给飞行控制,以控制飞行中的飞机,因此时间是飞控计算机定义的重要组成部分。分析了飞控计算机的实时性标准,研究了基于硬件辅助、纯软件的性能分析方法的利弊,提出结合使用源代码工具和硬件数据收集来实现高精准性能分析方法。根据分析信息,识别出飞控计算机实时性中的“短板”,提出性能分析和算法改进、代码对接这两种优化方法的应用。

提升智能变电站信息流实时性和可靠性的定质交换技术

首先基于OPNET仿真平台,从传输时延抖动、丢包以及传输路径等角度,分析了通用交换技术应用于智能变电站信息交换时存在的不足。然后从满足智能变电站信息流的实时性和可靠性需求出发,提出了定质交换实现技术。该技术基于多协议标签交换(MPLS)的多级子队列实现报文的分层调度,基于区域划分实现动态缓存分配,基于路径消耗为报文提供多种路径选择。最后结合实际智能变电站,在OPNET平台上构建了共网传输场景下的定质交换模型,仿真结果说明了所提定质交换技术能够合理地分配交换资源,是可行和有效的。

基于共享内存机制微机实时网的数据传输实时性研究

文章首先介绍了广播式内存及反射内存的特点、功用等,并在试验的基础上研究了二者对不同操作系统的支持程度、所构成网络的实时性、网络运行的稳定性等。得出反射内存网卡在综合性能上优于广播式内存网卡,更适合于半实物仿真系统的集成。最后通过某型号半实物仿真系统的集成及试验,验证了基于反射内存机制的半实物仿真系统的仿真实时性及仿真精度。