单处理器系统的实时调度算法研究

实时调度算法是实时系统中的关键技术。文章在研究单处理器系统中常用实时调度算法:固定优先级调度算法和动态优先级调度算法基础上,详细分析了常用固定优先级调度算法RM、DM算法和动态优先级调度算法EDF、LLF和MLLF算法的运算过程和使用条件,提出了各个算法在实际应用中存在的问题,为实际应用中选择何种实时调度算法确定了依据。

实时系统中单处理器调度算法的优化设计研究

研究实时系统的建模与调度问题是运筹与控制领域研究的热点问题,对实时系统中的单处理器的调度算法进行了分析与研究,特别是对其中的单调速率算法和最早时间限优先算法进行了深入的研究,指出单调速率算法是一种典型的静态调度算法,并且证明了单调速率算法是单处理器最优的静态优先级调度算法,同时还指出最早时间限优先算法是一种典型的动态优先级调度算法,证明了最早时间限优先算法是单处理器的最优的动态优先级调度算法.最后,为了更好地进行实时系统的建模与调度,引入了一种新的对任务执行行为进行抽象的方法--T-LET平面方法,利用这种方法建立了单处理器流调度模型和BLREF调度算法,并指出这种模型和算法都具有很强的几何背景.

CUBE:一种可移植的虚拟单处理器实时操作系统

研究适合多处理器阵列信号处理系统使用的实时操作系统对于缩短声呐、雷达等大型电子设备的研制周期和降低研制成本具有重要意义.提出一种具有可移植性的实时操作系统的设计方案,通过对可移植性架构、内核实时性的良好设计以及虚拟单处理器技术,较好地降低了多处理器阵列信号处理系统的应用开发难度.实际性能测试表明该操作系统能够满足实时信号处理的需要.

基于RTLinux构建机载SAR实时成像处理器嵌入式控制系统

面向地学处理的机载SAR实时成像处理器由一组连接在工业总线上的数据处理板和一个嵌入式主控子系统构成 ,成像处理器的总体设计对主控系统的实时性、稳定性及可扩展性提出了严格的要求 比较了传统的嵌入式工业控制系统的设计方法 ,设计并实现一个基于廉价的PC与RTLinux的主控系统 ,分析了主控系统的两个重点 :DSP宿主环境和RTLinux下的混合任务集 ,并通过给出一个RTLinux与Linux调度精度和误差的对比试验及其结果 。

嵌入式微处理器在工程机械控制系统中的应用

探讨了一种基于ARM嵌入式工程机械控制器的设计方法。介绍了系统的硬件设计方案,并分别阐述了控制器系统的各部分硬件结构功能;同时提出了嵌入式工程机械控制器在设计和应用过程中的主要问题,并提出了相应的解决方法。

多处理器实时操作系统预计与评估算法研究

预计与评估算法为反导指控系统任务调度提供基础参考信息,是执行调度策略的先决条件。对基于多处理器的反导指控实时操作系统预计与评估算法进行了研究。首先介绍了这2个算法的典型应用环境;然后具体介绍了2个算法的实现;最后通过示例对算法的使用进行了进一步的说明。

忆阻PID控制器在机械臂实时控制系统中的应用研究

目前忆阻器在忆阻神经形态电路方面的研究日渐成熟,但将其应用于实时控制电路还有待完善.本文以二关节机械臂作为研究对象,将电压阀控忆阻器与传统PID控制器相结合,设计了可用于实时电路系统的忆阻PID(M-PID)控制系统.并创新性的利用MOS管自身开关阀值,设计了带有"零态"区间的阀值忆阻器控制电路,这可有效避免因控制器频繁切换带给系统的震荡.论文利用Matlab仿真软件,从阶跃响应及位置跟踪两个层面对所设计的控制系统进行了仿真分析.仿真结果表明:所提M-PID控制算法可有效改善二关节机械臂控制系统的稳态和动态品质.

基于指令滤波与观测器的柔性机械臂跟踪控制

针对复杂工况下单连杆柔性机械臂(single-link flexible manipulator, SLFM)系统的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于指令滤波与观测器相结合的自适应神经网络控制算法。该算法考虑了SLFM系统的未知外部干扰和未建模动态影响。首先,利用单连杆柔性机械臂机理参数间的物理关系构建了其分数阶动力学模型,通过引入全局坐标变换将其转化为严格反馈控制系统;其次,针对SLFM系统状态不完全可测问题,构建了基于神经网络的分数阶状态观测器,并证明了其有效性;然后,利用观测信息设计了SLFM系统的轨迹跟踪控制算法,同时为了克服高阶求导导致的控制误差,提出了基于指令滤波的反步控制机制。理论分析表明,提出的控制方法可以保证闭环系统信号的半全局一致性与有界性;最后,通过数值仿真验证了所提控制方法的可行性和有效性。

单处理器平台下的严格周期任务可调度性判定

针对系统调度理论研究中的严格周期任务可调度性判定问题,从研究实时系统中严格周期任务之间的相互干涉关系出发,提出一种基于特征任务的可调度性判定方法。分析严格周期任务在单一处理器平台下无冲突运行的时间约束,计算任务所能使用的全部空余时间,进而界定连续空余时间是否满足任务执行的需要,得到一个可调度性判定的充要条件。实验结果表明,与特征映射任务分配方法相比,该方法能够减少判定时间,提高判定成功率,具有更优的可调度判定性能。

基于ARM微处理器的以太网工业智能控制器

详细描述了采用ARM微处理器和Realtek全双工以太网控制器RTL8019AS设计一个以太网通信的硬件平台的过程,并将具有LwIP协议栈和uC/OSII实时操作系统移植到该平台上,使该系统能够实现以太网通信控制功能。介绍了该设备的应用对象,及在该设备基础上组建一个工业以太网控制系统的应用案例。

基于单神经元自适应PSD非织造布面密度实时控制系统

针对非织造布面密度均匀度控制水平低的实际,设计了一套基于单神经元自适应PSD,以PC机为上位机,以P89C51单片机为下位机的实时控制系统,并介绍了系统软/硬件的结构、算法及其性能。

基于机器视觉传感器技术的玉米深松机械控制系统研究

GPS导航技术在农业机械生产中应用较为广泛,但是GPS抗干扰性能差,智能化水平低。该文旨在开发一种融合先进算法与视觉定位传感器的玉米深松机械控制系统,提出一种机器视觉和GPS数据融合算法,并搭建玉米深松机控制平台。田间试验结果表明,该系统能够有效地提高玉米生产效率和质量,具有较高的实用价值和应用前景。

面向托卡马克第一壁检测的机械臂实时运动控制系统设计与实现

针对托卡马克第一壁高稳定、高安全的检测需要,设计并实现了一种实时运动控制系统,给出了该系统的软、硬件设计方案。该系统作为连接遥操作系统与各伺服单元的中间系统,一方面需接收来自遥操作系统的控制指令,另一方面要完成对控制指令的解析,并将解析后的运动指令下发至各伺服单元。基于Ether CAT实时工业以太网的现场总线通信网络可将伺服控制周期提升至微秒级;基于强实时环境QNX RTOS的软件设计,能有效保证系统的实时性。通过实验验证了所设计运动控制系统的有效性。

基于Linux的机械臂实时控制系统研究

针对我国自主研发的机械臂控制系统较少,多依赖于国外价格昂贵的商用系统,采用在Linux中加入RT补丁的实时改造方法,以六自由度机械臂为研究对象,在下位机上进行系统架构搭建,实现一个包括TCP通信进程、译码进程、插补逆解进程、I/O进程的一个多任务处理的机械臂控制系统;同时对机械臂的上位机进行软件设计,实现人机界面指令输入、状态显示、通信等功能,为机械臂的实时控制系统提供了一种有效开发方案。通过采用RT测试工具集进行实时性检验,其结果满足实时性,同时利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立机器臂运动学模型,对机械臂运动空间及轨迹进行仿真,得到了连续平稳的末端曲线,仿真结果证明了控制系统设计的正确性以及可行性。

采用分时总线和共用存贮器的多处理器系统

对于一个需要多样化计算和处理的实时系统,多处理器系统分布式应用是最合适的选择.本文从应用角度对该系统进行了研究。提出了系统结构,对分时总线和存取时间进行了分析、评估,并提出多处理器并行操作和通过共用存贮器进行数据、信息交换所必须的共用存贮器访问允许网络的硬件实现.系统仿真结果表明,这种以相同时钟运行的多处理器系统,共用存贮器和分时总线总会导致优于单处理器的改进.

一种单力臂机械系统的鲁棒自适应控制

针对具有参数不确定性的单力臂机械系统,引入模型参考自适应控制思想,研究了一种鲁棒模型参考自适应控制方法;在具有参数不确定性和未知非线性摩擦特性的情况下,使系统的跟踪误差趋于零。通过理论推导和MATLAB仿真,均说明该方法的有效性。

向集成微控制器/DSP内核发展的趋势 采用集成DSP与微处理器内核的嵌入式应用

嵌入式应用包括信号处理算法与控制算法，在多种实时嵌入式系统中，这两种算法共同执行必需的功能，因此我们应了解控制算法与数字信号处理器（DSP）算法是如何实现互操作性的。在手机和MP3播放器等应用中，要解决上述互操作性问题，传统做法是分别用RISC处理器和DSP来处理控制算法与信号处理算法。例如，在手机中，

用一位微处理器监控煤矿地面生产系统

一、一位微处理器及其特点在四位、八位微处理器迅速发展的进程中,1977年美国Motorola公司开始将CMOS一位微处理器(MC14500B工业控制单元ICU)投入市场出售,受到各国重视.我国机械工业部自动化研究所1978年开始引进主要芯片,北京半导体器件三厂用小规模器件组成了逻辑功能相同的一位微处理器并用于实际系统.上海无线电元件五厂现已制成与国外器件完全兼容的一位微处理器(5G14500)及主要支援芯片,为其在我国的发展创造了十分有利的条件.

基于DSP与MCU通信的数字化焊机实时控制系统

用TMS32 0F2 4 0数字信号处理器和AT89C2 0 5 1单片机的双CPU(Centerpro cessorunit)系统解决了数字化TIG焊机多任务控制系统的时间分配问题 ;这种双CPU控制系统的关键在于任务的分配、双CPU任务之间的速度匹配以及双CPU之间的有效通信 ;分析了这种双CPU系统的通信模式 ,提出了适合于焊机控制系统的软协议异步通信模式 ;针对作者目前研究的数字化TIG焊机 ,全方位地提出了多任务的控制系统 ,分析了硬件部分原理和软件部分工作原理 ,指出了这种以数字信号处理器 (DSP)为核心的双机甚至多机通信的实时控制系统对焊机实现数字化、信息化的优越性。