TT-RMS:时间触发网络通信表生成算法

针对时间触发网络依据全局时间进行触发数据通信的特点,提出了一种基于单调速率调度(RMS)调度机制的通信表生成算法时间触发单调速率调度(TT-RMS),来生成时间触发网络的通信表.TT-RMS算法在安排消息时间槽过程中,首先根据消息周期,计算出各个链路的总负载,再根据链路的消息周期和总负载,通过RMS机制进行消息排序,确定出消息调度的先后顺序,最后根据时间槽的分配状态进行消息调度,优化了消息的调度过程.所提算法的计算时间复杂度为O(n2),空间复杂度为O(n).目前广泛研究和应用的可满足性理论(SMT)通信表生成方法,其计算时间复杂度通常是多项式级,有时计算时间不收敛.实验结果显示,TT-RMS调度的网络单个链路负载最大可接近100%,计算时间在1 ms左右,平均可调度网络负载是SMT方法可调度网络负载的两倍.TT-RMS通信表生成算法具有计算时间短,可调度消息负载多等优点,可以更好地满足航空航天复杂系统中上千条实时消息流的调度需要.

基于事件触发的高阶切换非线性系统的有限时间动态面跟踪控制

针对一类高阶切换非线性系统,研究了基于事件触发的自适应跟踪控制问题.首先,利用模糊逻辑系统近似系统中的不确定非线性函数.通过引入有限时间收敛的一阶滤波器,解决了由虚拟控制器重复求导所导致的计算复杂度问题.利用backstepping控制技术和公共李雅普诺夫函数方法,提出了一种自适应模糊有限时间动态面控制算法.所提出的控制方案可以保证闭环系统的所有信号在有限时间内实现有界并且跟踪误差在有限时间内收敛到原点的一个小邻域内.最后,数值例子说明了所提出控制策略的有效性.

多智能体系统事件触发固定时间最优一致性

针对多智能体系统(multi-agent systems,MASs)固定时间最优领导-跟随一致性问题,基于性能优化目标,设计了一种基于事件触发机制的最优控制策略,兼顾固定时间最优一致性控制目标和有限的系统通信计算资源。为了近似求解Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程获得最优值函数的表达式,提出一种仅包含Critic神经网络结构的自适应动态规划(adaptive dynamic programming,ADP)在线学习算法,结合梯度下降法和经验重放方法,利用历史记录数据和当前数据更新神经网络权重向量近似最优值函数及其梯度。采用基于无人地面车辆的无人集群系统验证了该方法的可行性。

时间触发CAN——TTCAN

随着车上网络技术的深入应用,ISO11898-1定义的标准CAN逐渐显示了在实时性方面的不足。Bosch公司开发了建立在标准CAN基础上的支持时间触发的CAN高层协议——时间触发CAN。本文详细分析时间触发CAN——TTCAN的同步调度工作机制,并比较了CAN和其他时间触发方式的车上网络协议Byteflight和TTP/C各自的优缺点。

动态事件触发机制下多智能体系统固定时间跟踪

针对受扰非线性多智能体系统跟踪控制问题,提出一种基于动态事件触发机制的固定时间积分滑模控制方法。设计与相对状态信息相关的新型积分滑模面且提出分布式控制协议,基于测量误差和滑模面构造动态变量和动态事件触发函数。采用固定时间稳定性原理证明,若选取适当的控制参数则可使多智能体系统在固定时间内实现动态事件触发机制下的跟踪控制,且避免Zeno现象。该控制方案能够有效抑制系统扰动的影响,减少多智能体系统通信和计算资源的消耗,且避免收敛时间对系统初始状态的依赖。仿真结果表明,新提出的动态事件触发控制器使得多智能体系统在固定时间内实现跟踪控制,降低触发频率而节省资源,更适用于实际应用。

基于事件触发机制的多飞行器有限时间协同制导方法

针对多飞行器目标齐射问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间一致性协同制导方法,通过事件触发机制减少控制指令生成与通信频次,进而降低了信道负载,提升了通信效率与可靠性。首先,设计了两阶段制导律,第一阶段使各飞行器的中间变量一致性误差收敛至一小区间,第二阶段利用三维比例导引律完成制导。其次,将多飞行器系统制导动力学模型整理为二阶多智能体动力学系统,并通过设计终端滑模面将其降阶为一阶多智能体动力学系统。最后,基于事件触发机制,分别设计了集中式与分布式一致性制导方法。理论分析与仿真结果验证了上述方法的有效性、有限时间收敛性与Zeno现象规避性。

TTE时间触发以太网技术在国产化平台中的应用

介绍时间触发以太网的概念、发展现状、业务种类及传输特点,简析其同步控制的基本原理、调度表生成算法等,在此基础上,具体描述某工程应用中端系统的组成及其传输的业务类型、传输过程等;在工程实践中,自研国产化的端系统和交换机与TTech公司的端系统与交换机实现TT业务和BE业务的互联互通,说明国产化平台的优良性能,同时也说明了传统以太网传输的性能局限性,以及TT业务的准确性和实时性。结合其软件实现,给出该项目中主要的实现流程及演示效果。

时间触发以太网同步及调度机制的研究

时间触发以太网是拥有时间同步机制的,它所采用的是拥有时间触发机制调度的周期性任务方法,可有效生成周期调度时刻表.本文简要分析了时间触发以太网的相关理论,重点对其同步机制以及数据传输生成时刻表的调度机制方法进行研究.

基于事件触发机制的机械臂固定时间跟踪控制

针对一类单链路机械臂系统,研究其基于事件触发机制的固定时间跟踪控制问题。通过引入事件触发机制和命令滤波器,提出一种基于Lyapunov函数的事件驱动固定时间控制策略,在降低系统计算量的同时,减小通信占用率。基于所设计的控制器,闭环系统的所有信号有界,输出信号可以在固定时间内跟踪到期望信号,且收敛时间与机械臂初始状态无关,同时跟踪误差可以收敛到平衡点邻近的任意小的区域内。最后,通过一个MATLAB仿真实例验证所提出的控制方案有较好的效果。

基于时间触发机制的5G应用确定性方案探索

工业现场应用普遍要求实现确定性传输网络,目前5G与TSN融合部署还存在诸多问题。针对5G+TSN现有技术的不足,基于TTE原理提出了一种创新的轻量级技术方案,所有的TTE设备与5G系统建立时间同步,报文经过一端TTE设备时加入时间戳信息发送给5G网络,另一端TTE设备收到报文后对时间戳信息进行解析和比对,根据与本地时间的差值,放入相应的队列,报文被延迟一定的时间后发给后端设备。经过测试验证,所提出的方案可以在整网极简部署的情况下,实现极低抖动的确定性传输。

基于时间触发机制的通信总线安全性分析

时间触发机制是在预先规定的时间激励系统的活动,使得系统中各对象的行为是确定的、可预测的。因此基于时间触发原理设计的通信总线能有效地满足计算机控制系统确定性要求,非常适用于安全苛求领域。基于FMEA方法对时间触发通信进行可靠性评估,从物理层与链路协议层两方面分析时间触发通信总线可靠性,并结合轨道交通领域EN50159安全通信标准,分析几种安全策略下时间触发通信总线的安全性。通过分析表明物理层上采用冗余设计能有效地提高总线通信的容错能力,以及链路层采用检错差错控制策略能提高通信系统的整体可靠性。最后采用定量和定性相结合的方法验证,并综合时间触发总线的传输时延特性,进一步说明时间触发总线能提高安全关键系统中整体可靠性和安全性。

全球新仙女木事件的恢复及其触发机制研究进展

大约发生在12.9～11.6 ka BP的新仙女木事件（YD）在气候突变的研究中占有重要地位, 然而对其触发时间、触发地点、触发机制以及YD事件是否是一个全球性的事件一直存在很大争议, 并且该事件触发机制的研究对目前全球温度快速升高背景下未来气候变化的预测也有很大的意义.综述了近年来世界范围内YD事件恢复的最新研究, 分析了该事件在全球不同区域发生时间和强度的异同, 目前北半球对该事件的记录比较一致, 南半球还有很大分歧.介绍了YD事件的可能触发机制, YD事件的触发除了北大西洋温盐环流终止之外, 也可能受到诸如太阳辐射减少和赤道大洋的影响.最后讨论了有待加强的研究区域和未来的研究方向.

日月引潮力触发地震的一个证据——论邢台、河间和唐山地震的时间特性

研究表明，中国河北省是引潮力与强震相关区：１９６６年邢台地震、１９６７年河间地震和１９７６年唐山地震即均为引潮力触发的地震．本研究对这些地震发震时刻共同特性的研究也证明了这一点．通过对日月半日潮水平引潮力极值时刻的计算发现，上述地震时刻与朔望大潮半日潮水平引潮力极大值时刻极为接近，隆尧６．８级、宁晋７．２级、河间６．３级地震滞后日月半日潮水平引潮力极大值时刻均仅几十分钟，而唐山７．８级大地震仅超前１６ｍｉｎ（力的方向均为向西，与太平洋板块对华北块体挤压力方向一致），这就是它们的时间特性．这种地震的时间特性体现了这些地震的发生不是随机的，而是受日月引潮力控制、受引潮力所激发的．这是符合引潮力触发机的，因而是引潮力触发地震的一个证据．

事件触发策略下多AUV抗干扰固定时间编队控制

针对多AUV编队控制的模型参数不确定及未知海流干扰的问题,提出基于固定时间模糊干扰观测器的事件触发编队控制方法,该方法可保证编队控制在固定时间内收敛.首先,构造了固定时间模糊干扰观测器处理系统的集总扰动,实现固定时间内对扰动的精确估计.在扰动观测器的基础上,将指令滤波器与反步法结合,消除了多次求导产生的计算爆炸问题;其次,为了降低网络传输资源能耗,将事件触发机制引入多AUV编队控制中,设计具有固定时间收敛性能的分布式编队控制器,且系统收敛时间仅取决于控制器设计参数,并经理论证明无Zeno行为;最后通过多AUVs编队仿真实验,证明了所提出算法的有效性和合理性.

基于事件触发机制的分布时滞离散切换LPV系统H∞滤波器和控制器同步设计

为了提高网络资源利用率,对于具有分布时滞的离散切换线性参数变化(LPV)系统,建立H∞滤波器和控制器相互独立的事件触发机制,同步设计滤波器和控制器。选取低保守性时滞相关的Lyapunov泛函,采用平均驻留时间(ADT)方法,得到滤波误差系统和控制系统指数稳定且满足H∞性能指标的充分条件,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,求解滤波器和控制器参数。采用航空发动机切换LPV模型进行数值模拟验证。结果表明:滤波器和控制器同步设计方案,使LPV系统在不完全可测的情况下镇定原系统状态,提升系统的扰动抑制能力,有效减少网络资源占用。数值模拟结果验证滤波器和控制器同步设计方案的有效性。

基于时间触发的航空电子全双工交换式以太网调度方法研究

航空全双工交换式以太网(AFDX)是现代航空电子系统的重要通信标准。航空电子系统中的数据流被分为时间关键数据流和非时间关键数据流,目前的研究虽然可以给出时间关键数据流的延时上界,但是仍然不能保证时间关键数据流的完全确定性。将时间触发机制引入AFDX网络中,对时间触发AFDX网络的调度算法进行研究并对其实时性进行分析。

基于事件触发的船舶编队有限时间控制

为改善船舶编队的时效性,针对船舶编队在海上作业时存在频繁的不必要的通信消耗问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间控制策略。设计一个编队扩张状态观测器观测船舶动态信息并补偿船舶模型中的不确定性及外界干扰;针对自身的船舶编队系统定义一个由广义误差变量组成的固定阈值触发函数,将事件触发函数与非线性终端滑模控制器相结合,大大降低了编队控制律的更新频率;利用Lyapunov有限时间理论验证整个编队系统的有限时间稳定性,并证明控制器不存在Zeno行为。仿真结果显示,设计的编队控制器能在5 s左右达到预期队形。与连续时间编队控制器相比,设计的编队控制器在保证编队队形的基础上大大降低了触发次数,从而节约了编队系统的通信资源。

基于可调度性排序的时间触发调度表生成方法

时间触发以太网(TTE)静态调度表的生成依据可满足性模理论(SMT);如果时间触发(TT)流量集合的规模较大,需要分批选取流量子集进行增量化调度求解,选取的次序对于计算耗时具有显著的影响。采用严格周期利用率因子(SPU)量化各条流量的可调度性,按照调度难度降序分批选取流量组成流量子集,并依次对流量子集进行SMT求解,同时采用可调度性检查和约束缩减措施,提出并形成了一种基于可调度性排序的增量化时间触发调度表生成方法。在求解过程中,如果出现局部不可调度的情况,则进行回溯操作;同时引入干涉时间作为已调度集合对于未调度集合的联合约束条件,大规模缩减了这两种集合之间的约束数量,进一步提高了求解效率。案例研究表明,与随机排序、周期升序和可调度难度升序的增量化调度方法相比,该方法的回溯次数随系统规模增长的速度显著降低。

基于时间触发多传感器融合的列车测速定位系统可调度性

研究时间触发的静态任务表调度问题,提出多传感器融合测速定位系统的调度模型,在实时周期任务调度满足硬时限约束、软实时非周期任务调度满足弱时限约束的条件下,建立实时周期任务、软实时非周期任务、超时检测任务模型.基于任务时间需求函数,计算了系统耗时和CPU利用率.在实时周期任务满足硬时限调度、软实时非周期任务满足以概率调度的约束条件下,提出系统可调度性判定定理,保证系统在可预测性和安全性基础上提高系统利用率.通过实地测试验证了该调度方法能够满足列车测速定位系统的实时周期任务和软实时非周期任务的调度约束,系统利用率和系统响应时间能满足列控系统安全需求.

时间触发光纤通道协议芯片的设计与实现

为支持光纤通道(FC)协议在航电系统中的应用并提高消息传输的时间确定性,将时间触发机制作为消息调度策略引入FC协议中,基于FPGA数字逻辑平台设计实现一种时间触发的FC终端协议芯片,并根据相关性能指标对其中的主要模块FC IP核、发送/接收缓存管理模块以及IRIG-B编解码模块进行逻辑设计。测试结果表明,该协议芯片端口状态机、帧发送和帧接收模块工作正常,且时域信号波形正常,数据消息能够按时间调度表依次调度,满足设计要求。