完整word版,Truetime網(wǎng)絡(luò)仿真

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的調(diào)度研究與仿真(Truetime工具)節(jié)點的驅(qū)動方式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的傳感器一般采用時鐘驅(qū)動，傳感器的時鐘即為系統(tǒng)的時鐘，而控制器和執(zhí)行器既可以是時鐘驅(qū)動，也可以是事件驅(qū)動。但事件驅(qū)動相比于時鐘驅(qū)動具有以下優(yōu)點：控制器或執(zhí)行器為事件驅(qū)動方式時，從源節(jié)點(傳感器或控制器)發(fā)送的數(shù)據(jù)一旦到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(控制器或執(zhí)行器)便馬上執(zhí)行，而在時鐘驅(qū)動方式時控制器或執(zhí)行器的數(shù)據(jù)被執(zhí)行要等到規(guī)定的時間點，因此事件驅(qū)動方式客觀上減少了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延；控制器或執(zhí)行器為事件驅(qū)動方式時，避免了控制器或執(zhí)行器為時鐘驅(qū)動方式時與傳感器時鐘同步的困難；控制器或執(zhí)行器采用事件驅(qū)動方式時，避免了控制器或執(zhí)行器為時鐘驅(qū)動

2、方式時容易出現(xiàn)的空采樣和數(shù)據(jù)丟失，提高了反饋數(shù)據(jù)的利用率。事件驅(qū)動相對于時鐘驅(qū)動也有一定缺點：在實際運用中事件驅(qū)動較難實現(xiàn)。部分實際的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不支持事件驅(qū)動方式。TrueTime工具箱結(jié)構(gòu)與功能Truetime是由瑞典Lund工學(xué)院Henriksson等人開發(fā)的一個基于Matlab/Simulink的實時網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的仿真工具箱，為NCS理論的仿真研究提供了簡易可行、功能齊全的手段，拜托了軟件編程實現(xiàn)特定的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議、通信延遲所帶來的困難，支持控制與實時調(diào)度同時仿真可以方便地仿真實時系統(tǒng)中的資源調(diào)度問題。TrueTime仿真軟件主要包括兩個基本模塊：內(nèi)核模塊(TrueTimeKernel

3、)和網(wǎng)絡(luò)模塊(TrueTimeNetwork)，如圖1所示。內(nèi)核模塊可以是時間驅(qū)動也可以是事件驅(qū)動的，它主要包含了一個實時內(nèi)核，A/D,D/A轉(zhuǎn)換端口，與網(wǎng)絡(luò)模塊連接的信號端口(信號接收(Rev),信號發(fā)送(Snd),實時調(diào)度(schedule)顯示端口等，調(diào)度器與監(jiān)視器的輸出用于顯示仿真過程中公共資源(CPU、監(jiān)控器、網(wǎng)絡(luò))的分配，此外，它還有一個外部中斷通道Interrupts)可以處理外部中斷。任務(wù)和中斷處理器的執(zhí)行需要通過用戶自定義函數(shù)來實現(xiàn)。調(diào)度策略使用一個優(yōu)先權(quán)函數(shù)來決定任務(wù)的屬性。圖1Truetime工具箱網(wǎng)絡(luò)模塊是事件驅(qū)動的，當(dāng)有消息進(jìn)入或離開網(wǎng)絡(luò)時它便執(zhí)行。一條消息包含的信息

4、有發(fā)送和接收節(jié)點號，用戶數(shù)據(jù)(如測量信號和控制信號)，消息的長度和其他可選的實時屬性(如優(yōu)先級或最終時限等)。網(wǎng)絡(luò)模塊包含兩個信號端口(信號接收(Rev),信號發(fā)送(Snd),以及一個實時調(diào)度(schedule)顯示端口。其中收發(fā)信號端口可以通過Matlab模塊擴充至多個接口，TrueTime中預(yù)定義了多種調(diào)度策略，包括固定優(yōu)先級(FixedPriority)，單調(diào)速率(RM，RateMonotonic),截止期單調(diào)(DM,DeadlineMonotonic),最小截止期優(yōu)先(EDF，EarliestDeadlineFirst)，同時，它還有多種介質(zhì)訪問控制協(xié)議(CSMA/CD,CSMA/CA

5、,RoundRobin,FDMA或TDMA)和相應(yīng)的參數(shù)可以選擇，如圖2所示。OKHelpwa-rkngCEMA/AMP(CAN；rtal-TlmtNetwork(mask/(link/ParapetersyiniziLizifrsziesizetitis.U-WWEan.dwi.dtheL1ocati.onsswiDEDC-ryti.ts;；CEiLA/7：E-fiernetRoundRobinertypeICcmmcnbufferC：=LTLcelpplySwitch2-TSTf1owtEhaviorFunctionBlockFaraeters:TrueTlMeHetvork圖2Truet

6、ime網(wǎng)絡(luò)模塊Networknumber:網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)量。Numberofnodes：連接在網(wǎng)絡(luò)模塊的節(jié)點數(shù)量。Datarate(bits/s):網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。Minimumframesize(bits):協(xié)議的最小結(jié)構(gòu)長度。Pre-processingdelay(s)：信息在網(wǎng)絡(luò)接口上的發(fā)送時延。Post-processingdelay(s)：信息在網(wǎng)絡(luò)接口上的接收時延。Lossprobability(0-)：丟包率。利用TrueTime仿真軟件，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的各個處理單元(包括傳感器、控制器和執(zhí)行器)都可以由計算機模塊構(gòu)建，而網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實時網(wǎng)絡(luò)可以由所需協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模塊來構(gòu)建，另外，再

7、結(jié)合Matlab/Simulink的其他控制模塊，就可以簡便而又快速的構(gòu)建一個實時的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。利用TrueTime仿真軟件包的優(yōu)點在于：(1)由于該仿真軟件中兩個基本模塊具有通用性，在構(gòu)建各個處理單元時只需選用其相應(yīng)的接口功能進(jìn)行連接即可，因此大大加快模型構(gòu)建的速度。該仿真軟件可以比較方便模擬各種實時調(diào)度策略，并通過Scope可以很方便地觀察各個任務(wù)的調(diào)度情況和對象的輸出情況。在網(wǎng)絡(luò)模塊中，可以很方便的模擬數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)包的大小和丟包率等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，有利于分析各類參數(shù)對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能影響。使用TrueTime進(jìn)行仿真時，首先要對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的內(nèi)核模塊TrueTimeKernel和網(wǎng)絡(luò)

8、模塊TrueTimeNetwork以及各個節(jié)點進(jìn)行初始化，在初始化中需要完成以下工作：初始化功能塊內(nèi)核，設(shè)置功能塊輸入、輸出端口的數(shù)目和調(diào)度策略。定義消息函數(shù)，并根據(jù)節(jié)點采用的驅(qū)動方式，設(shè)置不同的消息調(diào)度策略。對于時鐘驅(qū)動的節(jié)點，調(diào)用ttCreatPeriodicTask函數(shù)，設(shè)置周期性的任務(wù)調(diào)度策略，以實現(xiàn)定時采樣功能。對于事件驅(qū)動的節(jié)點，調(diào)用ttCreateInterruptHandler函數(shù)，設(shè)置中斷式消息調(diào)度策略，使節(jié)點在接受到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后觸發(fā)相應(yīng)的消息。初始化網(wǎng)絡(luò)端口，設(shè)置節(jié)點對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口代號?？刂凭W(wǎng)絡(luò)功能由TrueTimeNetwork功能塊實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)類型、節(jié)點數(shù)、傳輸速率以及丟包

9、率等參數(shù)可以通過TrueTimeNetwork功能塊的設(shè)置窗口進(jìn)行設(shè)置。具體的參數(shù)選項根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型的不同而不同。表1偽碼舉例偽碼名稱功能ttAnalogIn從輸入通道取值ttAnalogOut設(shè)定輸出通道值ttSendMsg在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息ttGetMsg從網(wǎng)絡(luò)輸入隊列中獲取信息ttWait等一個事件ttCreateTimer在指定時間觸發(fā)中斷句柄ttSetpriority改變?nèi)蝿?wù)優(yōu)先級ttCurrentTime獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間表2TrueTime核心模塊接口功能接口功能A/D把從外界接收的模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息Interrupts為該模塊提供中斷句柄Rev接收數(shù)字信息D/A把模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)

10、字信息輸出Snd發(fā)送數(shù)字信息Schedule和“Monitors”查看仿真過程中系統(tǒng)資源的分配情況Monitors和“Schedule”查看仿真過程中系統(tǒng)資源的分配情況P如果需要，可以接通電池(TrueTime提供電池模塊)TrueTimeNetwork模塊提供了3個接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞或者監(jiān)控系統(tǒng)的運行,其功能如表3所示。表3TrueTime網(wǎng)絡(luò)模塊接口功能接口功能Snd接收由TrueTimeKernel模塊的Snd端口發(fā)送的數(shù)字信息Rev發(fā)送數(shù)字信息至TrueTimeKernel模塊的Rev端口Schedule查看仿真過程中系統(tǒng)資源的分配情況上述2個模塊均為事件驅(qū)動，包括內(nèi)部事件和外部事件

11、。內(nèi)部事件通常是由時鐘中斷觸發(fā)的，如時間隊列釋放一個任務(wù)或是計時終結(jié)都會引發(fā)時鐘中斷。而外部事件主要是和網(wǎng)絡(luò)模塊的外部中斷通道有關(guān)，當(dāng)相應(yīng)的通道的信號值改變就會觸發(fā)中斷。除了計算機模塊的A/D轉(zhuǎn)換借口的輸入信號是連續(xù)時間信號外，這兩個模塊所有端口的輸入都是離散時間信號，輸出也都是離散時間信號。3.仿真舉例根據(jù)節(jié)點不同的工作方式，可以得到不同的系統(tǒng)離散時間模型。為了對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，首先對系統(tǒng)作如下假設(shè)：1.傳感器節(jié)點采用時間驅(qū)動方式，對被控對象的輸出進(jìn)行等周期采樣，采樣周期為h；2.控制器節(jié)點和執(zhí)行器節(jié)點都采用事件驅(qū)動方式，即信息的到達(dá)時間即為響應(yīng)節(jié)點的動作時間?？刂葡到y(tǒng)將傳感器、控制器

12、和執(zhí)行器作為系統(tǒng)的3個節(jié)點分別用一個TrueTimeKernel模塊仿真，傳感器節(jié)點采用時間驅(qū)動方式，它包含了一個周期性任務(wù)，將定期采樣的信號通過網(wǎng)絡(luò)傳送到控制器節(jié)點；控制器和執(zhí)行器節(jié)點采用事件驅(qū)動方式，控制節(jié)點處理控制信號并將結(jié)果送至執(zhí)行器節(jié)點，執(zhí)行器節(jié)點執(zhí)行控制信號并輸出結(jié)果。該網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的仿真模型如圖3所示。0ClockDisplay1000DCSenroNode1(interrerenceNode4(Sensor)Node2(AcLiaiunRevH/AA/DSndNode3(Controller)lNetworklNode2(Actuator)1Node4(Sensor)1-Rcv

13、1(3)_ClockDisplayDCServo100Qsndlsndlsnd2Snd3snd3snd4RcvSndco圖3網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真模型二2Q3：Function.BlockParameters:TrueTineFe-tvork1inktuho-verfLktehavf.axRetranszaitC：iTLcelE話三t=htuffertypeCTotalswitohzseznary?tits；LoseEiztatiLitT曠：a-zmanbufferXstirc-rktype?CetTra.TkCE3U,-;AVTCANVtSMA/CD血themet)i2Sm/Al：=；g：Koun

14、dRalzin.FDKA:EKASwitchedEtheinGtXLuatero-fn2:4Zatiliteft:gAAAA：-：L7i=LOfT3Z365iz(tits)圖4參數(shù)設(shè)置界面-l.b-1.51.50.5nmn?mnj斤nFn?nsnq1time圖5以太網(wǎng)下的系統(tǒng)輸出1.50.5-0.5LU.Il.ZLlvU.4U.3U.bI./U.dJ.Jtime圖6令牌網(wǎng)下的系統(tǒng)輸出1.5,1-0.51.5time圖7設(shè)備網(wǎng)下的系統(tǒng)輸出網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的數(shù)據(jù)丟失是影響網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能的另外一個重要的因素，通過設(shè)定不同的丟包率來研究其對系統(tǒng)性能的影響。圖9系統(tǒng)的輸入和輸出丟包率0.1：05-Ub丟

15、包率0.15：0.112C.3040.53.60.7匚80.9finpfsl圖10系統(tǒng)的輸入和輸出圖11系統(tǒng)的輸入和輸出丟包率0.2：圖12系統(tǒng)的輸入和輸出丟包率越大，對系統(tǒng)性能的影響越大，當(dāng)丟包率達(dá)到一定程度時，就會使系統(tǒng)不再穩(wěn)定(1)在令牌網(wǎng)下，傳輸速率為1.5M：圖13系統(tǒng)響應(yīng)曲線(無沖突、干擾和數(shù)據(jù)丟失)網(wǎng)絡(luò)干擾節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)資源的20%情況下，調(diào)度策略為固定優(yōu)先級(FixedPriority)，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度情況：圖14系統(tǒng)響應(yīng)曲線(2)在令牌網(wǎng)下，傳輸速率為93.75Kbit/s，調(diào)度策略為固定優(yōu)先級(FixedPriority)圖16網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度網(wǎng)絡(luò)干擾節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)資源的20

16、%情況下，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度情況，調(diào)度策略為固定優(yōu)先級(FixedPriority):圖15網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度(3)在令牌網(wǎng)下，傳輸速率為93.75Kbit/s，網(wǎng)絡(luò)干擾節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)資源的20%、丟包率為10%情況下，調(diào)度策略為固定優(yōu)先級(FixedPriority)，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度情況:5nodecontfoiler4.111H1円=rlUuL-TL-Lq-1i1圖16系統(tǒng)響應(yīng)曲線圖18網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度在令牌網(wǎng)下，傳輸速率為93.75Kbit/s,網(wǎng)絡(luò)干擾節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)資源的20%、丟包率為10%情況下，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度情況，調(diào)度策略為PrioRM（單調(diào)速率）：202000.20.5

17、0.60.70.80.9time圖19系統(tǒng)響應(yīng)曲線在令牌網(wǎng)下，傳輸速率為93.75Kbit/s,網(wǎng)絡(luò)干擾節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)資源的20%、丟包率為10%情況下，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度情況，調(diào)度策略為PrioEDF：node4.5contrcller4node3.5sensor32.52node1.5ititerferetice1圖20系統(tǒng)響應(yīng)曲線HH-，百jII:*nnn口nn0.0150.020.0250.030.035time(s)圖21網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度在令牌網(wǎng)下，傳輸速率為93.75Kbit/s，網(wǎng)絡(luò)干擾節(jié)點占網(wǎng)絡(luò)資源的20%、丟包率為10%情況下，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度情況，調(diào)度策略為PrioD

18、M：在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，傳輸速率、干擾率、數(shù)據(jù)包的丟失率以及數(shù)據(jù)包的大小都會影響到網(wǎng)絡(luò)控制性能，對于多任務(wù)的控制系統(tǒng)調(diào)度策略對控制性能也有很大的影響。調(diào)度策略對控制系統(tǒng)性能的影響。網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度問題：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的分布式控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的所有控制信息都要通過實時網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息不可避免產(chǎn)生碰撞、丟失和重發(fā)等現(xiàn)象，因此必須對網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息進(jìn)行合理調(diào)度，否則控制信息產(chǎn)生的較大時延，會降低控制系統(tǒng)的控制性能，嚴(yán)重時將導(dǎo)致系統(tǒng)破壞，因此在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究中必須考慮網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度問題。從仿真結(jié)果可見，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不僅依賴于傳統(tǒng)控制算法的設(shè)

19、計，而且依賴于網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度與優(yōu)化，由于調(diào)度的影響，使得控制系統(tǒng)傳感器的采樣周期產(chǎn)生變化，不是一個定值，同時從傳感器檢測到執(zhí)行器之間時間也產(chǎn)生了變化，從而使得系統(tǒng)產(chǎn)生波動，導(dǎo)致性能降低。不同的調(diào)度策略將決定網(wǎng)絡(luò)與計算機的不同執(zhí)行與傳輸方式以及不同的控制性能。仿真表明，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)那個的性能不僅與常規(guī)的控制系統(tǒng)的控制方法有關(guān)，而且與網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度有關(guān)，所以必須對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制方法與調(diào)度進(jìn)行集成研究。從圖中可以看出，當(dāng)無沖突任務(wù)、干擾節(jié)點和數(shù)據(jù)丟失時，信號的傳輸延時是常數(shù)，系統(tǒng)性能較好。當(dāng)加入沖突任務(wù)、干擾節(jié)點時，引起了信息在控制節(jié)點內(nèi)和網(wǎng)絡(luò)中對資源的爭奪，競爭使某些低優(yōu)先級的任務(wù)處于等待狀態(tài)或閑

20、置狀態(tài)，這些任務(wù)不能得到及時處理，導(dǎo)致系統(tǒng)延時變大，而且在多任務(wù)競爭這個不確定特性下，時延是時變的，從而使系統(tǒng)指標(biāo)惡化。圖和圖分別為控制器調(diào)度圖和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度圖，其中，信號高表示任務(wù)正在執(zhí)行，中表示任務(wù)在等待，低表示任務(wù)閑置。從圖可以看到各任務(wù)在控制器內(nèi)的執(zhí)行情況，從圖中可以看到各個節(jié)點信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸情況。從圖中可以看到當(dāng)未加沖突任務(wù)和干擾節(jié)點時，傳感器周期性的采集信號，并通過網(wǎng)絡(luò)把信號傳給控制器，控制器接收傳感信號，計算出控制信號并通過網(wǎng)絡(luò)傳給執(zhí)行器，執(zhí)行器接收控制信號并產(chǎn)生相應(yīng)的動作。此時控制器中存在控制任務(wù)調(diào)度，網(wǎng)絡(luò)中存在控制器節(jié)點和傳感器節(jié)點調(diào)度。當(dāng)控制器節(jié)點內(nèi)部存在沖突任務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)中

21、存在干擾節(jié)點時，控制器內(nèi)存在控制任務(wù)和沖突任務(wù)的調(diào)度，網(wǎng)絡(luò)中存在控制器節(jié)點、傳感器節(jié)點和干擾節(jié)點的調(diào)度。由于沖突任務(wù)和干擾節(jié)點的存在，使得信息在控制器節(jié)點內(nèi)處理時以及在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時存在沖突和資源爭奪。該例中規(guī)定干擾具有最高優(yōu)先級，所以從圖和圖，可以看到控制器內(nèi)部沖突任務(wù)的執(zhí)行機率大，而網(wǎng)絡(luò)中干擾信息的傳輸機率大，導(dǎo)致了傳感器的采樣周期發(fā)生變化，不是一個定值，同時從傳感器檢測到執(zhí)行器之間時間也發(fā)生了變化，從而使得系統(tǒng)產(chǎn)生波動，性能降低，如圖所示。仿真系統(tǒng)可以通過Proprocessingdelay（發(fā)送時延）與Postprocessingdelay（接收時延）進(jìn)行傳輸時延的設(shè)定。由于時延增加，系

22、統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。圖所示給出了網(wǎng)絡(luò)傳輸時延為0.001的系統(tǒng)變化曲線，由于存在傳輸時延，系統(tǒng)振蕩加強，性能降低，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的處理時延會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生很大的影響。，這里采用調(diào)整控制器參數(shù)方法進(jìn)行補償調(diào)節(jié)。TrueTime模塊配置與初始化TrueTimeNetwork模塊的配置TrueTimeNetwork模塊的配置需要通過塊任務(wù)對話完成。包括：指定網(wǎng)絡(luò)模式（Networktype）、網(wǎng)絡(luò)模塊的訪問地址（Networknumber）、連接到該模塊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)（Number偶發(fā)nodes）、通信速率（Datarate（bit/s）0、最小數(shù)據(jù)幀（Minimumframesize（bytes）、網(wǎng)絡(luò)發(fā)

23、送端時延（Pre-processingdelay（s）、網(wǎng)絡(luò)接收端時延（Post-processingdelay（s）和信息傳輸丟失率（Lossprobability（0-l）等?？晒┻x擇的網(wǎng)絡(luò)模式有CSMA/CD（如Ethernet）、CSMA、AMP（如CAN）、RoundRobin（如TokenBus）、FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess）、TDMA（TimeDivisionMultipleAccess,如TTP）和SwitchedEthernetoTrueTimeKernel模塊的配置和初始化TrueTimeKernel模塊的配置可以通過快任務(wù)對話

24、完成?？梢酝ㄟ^任務(wù)對話配置的參數(shù)有：指定初始化腳本函數(shù)名稱(Nameofinitfunction(MEXofMATLAB)、選擇初始化腳本變量(Initfunctionargument)、內(nèi)核模塊是否依賴電池(Battery)、時間漂移(Clockdrift)和時間偏移量(Clockoffset)等。某些其它的參數(shù)也可以通過命令ttSetKernelParameter進(jìn)行設(shè)置。TrueTimeKernel模塊的初始化(Initialization)涉及：指定仿真中模塊的輸入輸出通道地址(numberofInputsandoutputs)，定義調(diào)度策略(schedulingpolicy)，創(chuàng)建任

25、務(wù)(tasks)、中斷柄(interrupthandlers)、事件(events)和監(jiān)視器(monitors)等。TrueTimeKernel模塊的初始化通過編寫初始化腳本代碼來實現(xiàn)。每個TrueTimeKernel模塊必須進(jìn)行初始化。(在Matlab中，某些初始化參數(shù)也可以在圖形界面窗口中通過選擇參數(shù)實現(xiàn))。從網(wǎng)絡(luò)調(diào)度圖中可以看到，事件驅(qū)動型的控制器，在傳感器數(shù)據(jù)到達(dá)時立即計算出控制信號；事件驅(qū)動型的控制器，從采樣時刻運作。從Ethernet網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果來分析,事件驅(qū)動型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)比時間驅(qū)動型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，在階躍響應(yīng)下，超調(diào)量小，回復(fù)時間短，系統(tǒng)性能明顯優(yōu)越。TrueTim

26、e初始化問題：初始化中計算機內(nèi)核與網(wǎng)絡(luò)是兩個基本的初始化內(nèi)容，分別采用了ttInitKernel(nbrInp，nbrOutp，prioFcn)與ttInitNetwork(nodenumber，handlename)形式表示。ttInitKernel中nbrlnp為輸入通道的數(shù)目，nbrOutp為輸出通道的數(shù)目，prioFcn為采用的調(diào)度策略，而ttInitNetwork中nodenumber為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的地址，handlername為被調(diào)用的中斷句柄名，如ttInitKernel(1，0,RM表示采用了RM(單調(diào)速率)調(diào)度策略。如網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點4控制器初始化為ttInitNetwork(4，m

27、sgRcv。TrueTime工具箱實例代碼(distributed):functionactuator_init%執(zhí)行器初始化%Distributedcontrolsystem:actuatornode%Receivesmessagesfromthecontrollerandactuates%theplant.%InitializeTrueTimekernelttInitKernel(0,1,prioFP);%nbrOfInputs,nbrOfOutputs,fixedpriority，初始化內(nèi)核，設(shè)置功能塊輸入、輸出端口的數(shù)目和調(diào)度策略%Createactuatortask創(chuàng)建任務(wù)deadl

28、ine=100;prio=1;ttCreateTask(act_task,deadline,prio,actcode);任務(wù)名稱，最終期限(截止期)，代碼名稱%InitializenetworkttCreateInterruptHandler(nw_handler,prio,msgRcvActuator);對于事件驅(qū)動的節(jié)點，調(diào)用ttCreatelnterruptHandler函數(shù)，設(shè)置中斷式消息調(diào)度策略，使節(jié)點在接受到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后觸發(fā)相應(yīng)的消息。ttInitNetwork(2,nw_handler);%node#2inthenetwork初始化網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)數(shù)目，當(dāng)事件到達(dá)時,激發(fā)的端口名稱f

29、unctionexectime,data=actcode(seg,data)switchseg,case1,data.u=ttGetMsg;從網(wǎng)絡(luò)輸入隊列中獲取信息exectime=0.0005;執(zhí)行時間case2,ttAnalogOut(1,data.u)設(shè)定輸出通道值，通道號，通道值exectime=-1;%finishedendfunctioncontroller_init(arg)控制器初始化%Distributedcontrolsystem:controllernode%Receivesmessagesfromthesensornode,computescontrolsignal%a

30、ndsendsittotheactuatornode.Alsocontainsahigh-priority%disturbingtask.%InitializeTrueTimekernelttInitKernel(l,0,prioFP);%nbrOfInputs,nbrOfOutputs,fixedpriority初始化內(nèi)核，設(shè)置功能塊輸入、輸出端口的數(shù)目和調(diào)度策略%Controllerparameters控制器參數(shù)設(shè)置，h為采樣周期，N為采樣次數(shù)h=0.010;N=100000;Td=0.035;K=1.5;%Createtaskdata(localmemory)data.u=0.0;dat

31、a.K=K;data.ad=Td/(N*h+Td);data.bd=N*K*Td/(N*h+Td);data.Dold=0.0;data.yold=0.0;%Createcontrollertaskdeadline=h;prio=2;ttCreateTask(pid_task,deadline,prio,ctrlcode,data);任務(wù)名稱，最終期限(截止期)，代碼名稱%Optionaldisturbancetask隨機擾動任務(wù)ifarg0offset=0.0002;period=0.007;prio=1;ttCreatePeriodicTask(dummy,offset,period,prio,dummycode);對于時鐘驅(qū)動的節(jié)點，調(diào)用ttCreatPeriodicTask函數(shù)，設(shè)置周期性的任務(wù)調(diào)度策略，以實現(xiàn)定時采樣功能。end%InitializenetworkttCreateInterruptHandler(nw_handler,prio,msgRcvCtrl);對于事件驅(qū)動的節(jié)點，調(diào)用ttCreatelnterruptHandler函數(shù)，設(shè)置中斷式消息調(diào)度策略，使節(jié)點在接受到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后觸發(fā)相應(yīng)的消息。ttInitNe