一、Windows下的CNC实时多任务调度策略研究(论文文献综述)
岑碧琦[1](2020)在《基于嵌入式Linux线切割数控系统的实时性优化及其软件开发》文中研究指明电火花线切割加工因其具有无切削力、不受限于材料的硬度和刚度特点被广泛应用于精密模具制造、汽车、医疗等领域产品的加工。国内线切割数控的发展仍滞留于PC+控制卡形式,已不能满足现代数控系统的要求。将具有功能可定制、成本低、体积小巧等优势的嵌入式技术与传统数控技术相结合,对线切割数控系统升级具有重要意义。Linux系统以其源码公开、内核可裁剪、性能稳定等优点成为嵌入式领域的热门选择。因此,结合嵌入式技术与Linux系统的优势开发出符合数控线切割加工硬实时要求的数控系统在我国向制造强国转变的大环境下具有重大现实意义。本文以优化Linux系统实时性并尝试在嵌入式平台开发线切割数控软件为目标主要做了以下研究:1、对线切割实时任务和Linux系统实时性的研究。分析研究了电火花线切割加工过程中实时任务的运行及其在通用系统调度延迟的不可预期性,提出电火花线切割数控加工对实时性的要求。对Linux系统的实时缺陷及优化方案进行说明,分析实时补丁实现的关键技术与仍存在的不足,并使用实时补丁对Linux系统实时性进行部分改造。2、提出新型调度策略。对Linux内核进程调度架构、调度器实现原理以及两种成熟的硬实时调度算法进行了比较分析,针对EDF算法在CPU过载情况下会产生连锁反应导致所有实时任务都得不到满足的情况,提出将Linux实时任务优先级与其绝对截止期相结合共同决定实时任务重要性的SPD算法。3、实现并测试新型调度策略。通过实现SPD调度类将新型算法添加进Linux内核,并对改进后的系统进行实时性测试,验证添加了新型调度算法的Linux内核可满足数控系统在轻载、过载下的实时性要求。4、搭建软件开发环境与运行环境。通过配置TFTP、NFS服务,将改进后的Linux内核、u-boot、制作的根文件系统以及Qt/E等移植进开发板完成环境搭建。5、电火花线切割数控软件开发。设计实现了软件的主要功能界面,完成了软件重要模块,包括文件读取、代码解释器、插补器等,并移植进入目标开发板同时进行了上机测试。
张宪彪[2](2016)在《基于RTX与反射内存网的实时仿真技术研究》文中研究说明计算机仿真技术由于具有易于实现、高可靠性、可多次重复等优点而得到了广泛的应用。早期的仿真大多以单机形式的计算机系统实现,随着计算机软硬件技术的发展,分布式仿真开始出现。与单机仿真相比,分布式仿真具有执行效率高、适应地理分布及容错性好等优点。随着仿真应用需求的不断增强,实时仿真也进入了分布式时代。本课题“基于RTX与反射内网的实时仿真技术研究”在研究了Windows系统实时性特点及RTX工作原理的基础上,设计实现了基于RTX的实时仿真原型系统,并引入反射内存实时通信网络,实现了实时仿真系统的强实时性,本文的主要研究内容有:首先分析了Windows操作系统在实时性方面的缺点,深入研究了RTX原理,并对比了RTX与Windows在实时性方面的差异。然后对实时仿真系统的调度策略及调度算法展开研究,通过分析集中式调度、分布式调度及分层式调度三种调度策略的优缺点,并根据实际应用需求选择了集中式调度策略作为实时仿真系统的调度策略,最后针对RTX和实时仿真系统的特性,设计了基于RTX高精度定时器的实时调度算法。其次分析了以太网在实时通信上的缺点,提出了采用反射内存网作为实时仿真系统的通信网络,研究了反射内存网的实时性特点和原理,阐述了反射内存卡的寄存器操作说明和驱动程序设计。然后分析TCP/IP以太网四层通信网络中重要通信协议的实现原理,参照TCP/IP四层通信协议设计了基于TCP/IP四层通信协议的反射内存网通信协议,最后通过实例验证证明反射内存网通信协议的高速度、实时性、可移植性和便捷性的特点,得出其完全适用于实时仿真系统的结论。最后,通过搭建分布式实时仿真系统并建立具体的仿真应用实例,通过对仿真结果数据的测试分析,验证了基于RTX与反射内存网的实时仿真系统的正确性、实时性、高效性和实用性的优点。
朱文强[3](2012)在《多任务嵌入式实时控制系统软件的研究》文中认为随着数字信息技术和网络技术的高速发展,嵌入式系统己经广泛地渗透到科学研究、工程设计和军事技术等各类产业中。传统的嵌入式系统大多为了实现某个控制功能,使用简单的控制对外界的请求进行处理。随着系统复杂性的增加及使用范围的扩大,越来越多的嵌入式系统要求实现大量相关的非实时任务、软实时任务和硬实时任务的处理,然而传统的单线程嵌入式系统或多任务分时嵌入式系统难以满足实时多任务这种应用需求。为了适应发展需求,将嵌入式系统与多任务实时系统进行联合应用研究,可以进一步拓宽嵌入式系统的应用领域。本文以此为背景,采用基于模型的设计思想,设计开发出无缝连接Matlab/Simulink的多任务嵌入式实时控制系统软件。该系统软件不仅具备嵌入式、多任务、实时性、二次开发简单快捷等特点,而且具有良好的安全性、稳定性、可维护性和可扩展性。该系统软件的研究、设计及其实现将会为嵌入式系统的进一步发展和应用提供新的解决方案。本文的主要工作包括以下几个方面:1.分析国内外实时控制器和实时操作系统的研究和发展现状,总结现有控制器和实时系统的优缺点,并在此基础上设计多任务嵌入式实时控制系统软件。多任务嵌入式实时控制系统软件的设计分别为系统软件总体架构设计以及各个功能模块的具体设计。各功能模块的设计是实时内核的设计、实时设备驱动的设计和实时监控程序的设计。2.多任务嵌入式实时控制系统软件的实现,包括实时内核的实现、实时设备驱动的实现和实时监控程序的实现。在实时内核实现环节中,对Linux内核实时性和其改进方案进行分析研究后,选定基于双内核思想的RTAI-Linux作为最终的实时内核方案;在实时设备驱动实现环节中,分析了LXRT机制后,在此基础上设计完成了实时设备驱动的实现策略;在实时监控程序的实现环节中,分析了实时进程间通信RPC和MBX机制后,利用此机制分别完成对实时监控程序中控制功能模块、参数显示与修改功能模块、实时数据曲线显示功能模块的设计和开发。3.多任务嵌入式实时控制系统软件的测试及在双容水箱设备上的应用验证。首先对实时内核、实时设备驱动和实时监控程序分别开发测试用例,对各个单元功能的有效性和实时性进行测试与分析;其次在双容水箱装置中进行应用验证,完成对整个系统软件的功能和性能的测试。实验结果表明,本文开发的多任务嵌入式实时控制系统软件不仅各单元功能有效可行,而且在系统多任务下也能满足对控制程序响应的快速性、时间的精确性和控制的可预测性的要求。
肖柱[4](2012)在《多任务飞行控制系统中调度算法与可靠性控制研究》文中认为随着嵌入式技术的不断发展成熟,其已经广泛应用于很多领域,比如智能家电、工业控制、航空航天、国防建设等等。其中,在航空航天、工业控制的某些领域中,对嵌入式系统的实时性有着很高的要求。比如要求系统能够及时快速地对接收到的数据进行相应的处理,有时甚至必须同时根据处理结果对在其控制下的系统或设备发出相应的控制指令。如果系统中的某些任务在规定的截止时间之前还没有得到执行,那么可能造成一些意象不到的有时甚至是灾难性的后果。因此,在具体的应用程序中,必须选择合适的调度算法,来保证整个系统的高实时性和高可靠性。单调速率(RM)调度算法是一种经典的静态优先级调度算法。如果一个任务集,在RM算法下是可调度的,那么利用RM算法,一定能够保证这个任务集执行的高实时性。因此根据本文的背景项目的特点,选择使用了RM算法。对于实时调度算法来说,任务集的可调度性判定是一个非常重要的问题。本文详细地介绍了各种RM算法下的任务集可调度性判定方法。并且在文中对RM算法进行了实现和性能分析。RM算法是基于优先级抢占调度的。单纯的优先级抢占调度算法,原理简单,容易实现,能够保证任务集的强实时性。但是,容易出现由于高优先级任务异常或者系统故障,而导致高优先级任务超时占用处理器资源,从而低优先级任务由于不能得到处理器资源而饿死,甚至导致系统的崩溃。时间片轮转调度算法是一种应用于分时系统的经典调度算法。其为每一个任务分配一个时间片,每个任务在所分配的时间片内独占处理器。这样就在各个任务之间形成了一个时间的隔离。利用时间片轮转调度算法的这个特性,本文构造了一种结合优先级抢占调度和时间片轮转调度优点的两级调度算法,将由于系统异常导致的影响控制在一个小的范围内,这样既不影响整个系统的实时性,同时也提高了系统的可靠性。本文从理论上对这种两级调度算法进行了构造与分析,将其在μC/OS-II操作系统上进行了实现,并做了性能分析。
沈晓红,张艳婷,罗晨磊[5](2011)在《基于Windows的开放式数控系统实时任务调度研究》文中认为对以Windows操作系统为平台的开放式数控系统实时多任务处理方案进行了研究。在探讨了基于Windows的多任务和多线程的实现方法、Windows的任务调度模式和实时性的实现形式的基础上,应用VC++6.0编程,给出了基于Windows XP开发的开放式数控系统的模块框架、多任务调度实现方案,并提出了一种新的处理实时性任务的方法;实现了数控总控软件的实时任务调度和多线程的应用。
宫厚良[6](2008)在《基于RTX和LabVIEW的实时多任务测控系统的研究》文中指出实时多任务测控系统在国民经济的各个领域有着广泛的应用,而实时多任务系统也是目前研究的一个热点。大多数实时系统都是专用的系统,通过硬件来实现特定的功能,缺点是系统的通用性较差,可扩展能力较小。而基于工业控制计算机的实时系统可以充分利用工控机的可扩展性、模块化等优点来弥补专用系统的不足。本文介绍了一种实时多任务测控系统,硬件上采用了工业控制计算机为平台,软件上则采用以Windows 2000+RTX构成的实时环境为基础。人机交互和网络通讯程序则利用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)开发。本文首先分析了Windows操作系统实时性方面的局限性,针对Windows的弱实时性能,引入了美国Ardence公司的强实时扩展软件RTX(Real Time eXtention for Control of Windows),对其内核进行了实时扩展。同时文中对RTX的运行机理,调度策略,以及中断延迟等方面进行了深入研究。其次,提出了这个实时多任务测控系统的整体设计方案。方案中将本测控系统分为实时任务和非实时任务两个部分,实时部分运行在实时的RTSS(Real-time Subsystem)子系统下,非实时任务运行在非实时的Win32子系统下,实时任务和非实时任务之间的通信通过共享内存的方式来实现。通过LabVIEW下的CIN(Code Interface Node)节点调用外部编写的程序代码来实现共享内存的读写。然后,对整个实时多任务测控系统的实现进行了详细说明。实时部分主要包括模拟量、开关量的采集,温度的采集,步进电机的控制,直流电动机的转速采集和控制等任务。实时任务的程序是在Visual C++下,利用了RTX提供的API来设计的。非实时部分包括采集到的信息显示和网络通信等任务,非实时任务的程序是在LabVIEW下设计完成的,其中网络通信任务利用了TCP/IP传输协议实现的。最后,将实时部分和非实时部分组合成一个完整的测控系统,利用RTX提供的测试工具对整个系统的性能进行了测试。通过实际的运行和测试表明,系统满足了实时性和稳定性的要求,验证了方案的可行性。
吴木林[7](2008)在《基于RTLinux的通用数控平台构建》文中指出随着PC技术的发展,数控系统正进入一个崭新的阶段——全软件数控。所谓全软件数控即CNC系统的各项功能,包括插补,位控和PLC等均由软件模块来实现。全软件数控较传统CNC具有更好的灵活性、通用性、经济性和开放性。本文以PC104作为数控系统的硬件平台,采用性能优秀的自由软件实时操作系统RTLinux为软件平台,实现实时多任务调度,满足数控系统控制任务的高实时性要求。构建基于RTLinux的全软件通用数控系统平台,便于后续开发具有自主知识产权的数控系统,有助于提高我国数控技术水平。通过对当前流行的软件数控系统架构的分析比较,设计构造了基于RTLinux的三层模块化数控系统结构;同时,根据Linux和RTLinux编程资源,规划设计了各层次、模块间的通信方式,并根据数控系统内部的数据和命令信息流,设计、定义了各模块间的接口协议。此外,根据数控系统的功能与性能要求,对Linux、RTLinux内核进行了定制,详细介绍了其在PC104上的移植过程。为提高系统的稳定性和运行效率,本文利用Qt完成了系统界面层开发,利用C语言实现了系统管理层和控制层的程序开发,整个系统运行于FrameBuffer上,不需要Linux桌面系统以及XLib的支持,减少了对系统内存和存储空间的要求。最后,介绍了RTLinux应用程序开发和调试以及内核程序开发和调试方法。样机联调试验表明,该软件数控系统平台达到了预期设计要求。
卫葳[8](2007)在《基于RTLinux的PCB钻床开放式数控系统的研究与开发》文中研究表明印刷电路板(PCB)制造技术是电子信息制造业的重要基础和组成部分。印刷电路板制造所用的数控钻床是印刷电路板精密孔位加工的关键设备。数控系统是数控机床的核心。开发具有自主知识产权的PCB数控钻床的数控系统对于提高我国电子制造工艺装备水平具有重要的现实意义。本文在充分分析和研究了数控系统软件平台特点的情况下,分别对DOS、Windows和RTLinux这几种操作系统作为数控系统软件平台的优劣进行了比较,并在此基础上,研究了基于RTLinux的PCB钻床开放式数控系统。本文首先对RTLinux的特点进行了深入的分析和研究,在理论上RTLinux完全可以满足数控系统所特有的实时性和多任务处理的要求。同时,本文着重介绍了基于RTLinux的软件开发方法及关键技术。随后,本文在深入研究了数控系统功能需求的前提下,并根据RTLinux的特点,构建了数控系统的体系结构。详细定义了各个功能模块,并讨论了各个模块之间的数据传递方式,以及系统的调度机制。最后,采用Qt/C++/C编程实现了各个功能模块。在PCB加工过程中,加工路径的选择是影响加工效率的主要因素。本文采用遗传算法(GA)针对PCB加工过程中的路径优化问题进行了深入的研究。在建立了加工路径数学模型的基础上,采用遗传算法较好的解决了路径优化问题。同时,对算法中变异算子的设计,以及变异概率的选取对优化结果的影响进行了更深入的讨论,提高了算法的效率。
贾敏忠[9](2006)在《基于Windows平台激光加工数控系统的开发研究》文中认为工业激光加工在我国经济活跃的地区用于非金属切割、雕刻、打孔等方面得到快速发展,但目前的激光加工设备都采用传统的数控系统。由于其封闭性难以使机床生产厂以及机床的使用者的技术融入到数控系统中去,对数控系统生产厂家的技术依赖性很大,并且价格昂贵,这就严重阻碍了激光加工的发展。为了解决此问题,本文对基于Windows平台激光切割数控系统的开发作了深入的研究。 研究的激光加工系统为两轴联动激光加工数控系统,采用二氧化碳激光器,主要用于非金属激光打孔和激光切割及石材影雕等。由数控系统、步进电机驱动器及步进电机、激光器及其光学系统、机床本体以及辅助装置等组成。根据需要在数控系统输出端连接脉冲控制卡。给出了脉冲控制卡与计算机连接用的基地址设置,与伺服驱动器的硬件连接以及对它的初始化和向伺服驱动器送脉冲的函数。 研究并开发了该激光加工数控系统的译码、插补、图形仿真、手动数据输入及手动等功能,给出了具体算法及流程图。研究了Windows操作系统上开发数控系统功能的两项关键技术:多线程控制与实时控制问题。分析了利用Windows操作系统的多线程技术来完成数控系统所要求的多任务并行处理,并对线程之间的同步问题进行了研究。Windows操作系统所带的定时器不能实现数控系统要求的实时性。本文研究了Windows操作系统扩展所带的多媒体定时器实现数控系统要求的实时控制,该定时器定时精度高,时间间隔达毫秒级。由它来完成上位机的粗插补,而由脉冲控制卡来完成精插补,二者共同实现插补运动。 基于以上研究和相关技术,利用Visual C++ 6.0编程工具所开发的激光切割数控系统不但进给速度变化范围达到使用要求,而且运动平稳。
赵志强[10](2006)在《基于LabVIEW的多任务测控系统及数据库的应用研究》文中进行了进一步梳理LabVIEW是一个图形化的开发环境。LabVIEW有着强大的功能和广阔的应用范围,但就目前国内的现状来看,绝大多数的用户还是把它作为虚拟仪器开发平台,仅仅利用它来进行数据的采集、处理和显示,忽略了LabVIEW强大的控制功能。以工业PC为硬件平台,PC操作系统为软件平台开发实时测控系统是当前工业测控系统的一个重要的研究方向。在这种背景下,作者在硕士学位论文工作期间将LabVIEW运用于工业PC实时测控系统,主要是围绕着提高LabVIEW的实时性展开。本论文首先详细讨论了编程语言的选择和使用的一些问题。分析了影响Windows系统和LabVIEW软件平台实时性能的主要原因并介绍了一种Windows实时化的软件RTX。然后分析了实时系统的任务与任务调度,实时性和多任务性是设计的实时测控系统两个重要特点,而如何实现多任务的调度策略是本实时测控系统正常运行的关键,针对平台的多任务调度的特点,设计了多任务的调度核心,提出了两级任务队列的解决方案。分析系统的软硬件设计,实现了多任务实时测控系统。在应用中将系统任务分为实时任务和非实时任务。完成了数据采集、处理和输出、数据存储、显示和管理等功能。接着对实时通信的性能问题进行了分析研究。系统地分析了LabVIEW的几种网络通信协议的机制和原理,设计了基于TCP/IP协议的LabVIEW程序。并在此基础上实现了一个小型的局域网分布式控制系统。最后简单介绍了实时数据库。利用LabVIEW的网络通信功能与数据库接口功能,建立IPC测控系统的数据库管理系统。将采集到的原始数据存储到数据库中,以供查询、数据分析以对外发布等。研究表明:将LabVIEW引入工业测控领域是可行的,基于LabVIEW的实时测控系统在性能上完全得到保证。通过实际运行证明,系统满足了实时性和稳定性的要求,验证了方案的可行性。
二、Windows下的CNC实时多任务调度策略研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Windows下的CNC实时多任务调度策略研究(论文提纲范文)
(1)基于嵌入式Linux线切割数控系统的实时性优化及其软件开发(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题研究背景 |
1.2.1 电火花线切割概述 |
1.2.2 电火花线切割数控系统国内外发展概况 |
1.2.3 嵌入式技术及其实时操作系统发展概况 |
1.3 文章主要内容及文章结构 |
第二章 实时操作系统 |
2.1 基本概念 |
2.1.1 实时系统 |
2.1.2 实时操作系统 |
2.1.3 实时操作系统特性 |
2.2 电火花线切割数控加工对系统实时性的要求 |
2.2.1 电火花线切割数控加工中的实时任务 |
2.2.2 电火花线切割数控系统实时任务运行分析 |
2.2.3 电火花线切割数控加工对系统的实时性要求 |
2.3 Linux操作系统 |
2.3.1 Linux操作系统概述 |
2.3.2 Linux实时性制约因素 |
2.3.3 Linux实时化关键技术 |
2.4 实时抢占补丁的移植 |
2.5 本章小结 |
第三章 Linux进程调度机制及实时调度算法的改进 |
3.1 Linux系统进程调度 |
3.1.1 进程调度及调度器概述 |
3.1.2 CFS进程调度器 |
3.1.3 实时进程调度器 |
3.2 数控系统硬实时任务调度算法 |
3.2.1 实时调度算法基本概念 |
3.2.2 数控系统的硬实时调度算法 |
3.3 EDF调度算法分析 |
3.3.1 调度过程 |
3.3.2 系统开销 |
3.3.3 过载分析 |
3.3.4 EDF算法的优劣 |
3.4 EDF算法改进 |
3.4.1 优化设计思路 |
3.4.2 算法改进具体描述 |
3.4.3 改进算法可行性分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 数控系统实时调度算法的实现 |
4.1 SPD调度策略相关数据结构 |
4.1.1 修改sched.h文件 |
4.1.2 修改core.c文件 |
4.2 SPD调度调度器详细设计 |
4.3 就绪队列 |
4.4 本章小结 |
第五章 数控系统软件的开发及环境搭建 |
5.1 开发环境搭建 |
5.1.1 宿主机开发环境搭建 |
5.1.2 目标板开发环境搭建 |
5.2 运行环境搭建 |
5.2.1 改进内核的编译 |
5.2.2 根文件系统的制作 |
5.2.3 QtE编译移植 |
5.3 数控软件的设计与实现 |
5.4 数控软件主要功能的实现 |
5.4.1 数控代码解释器 |
5.4.2 数控轨迹插补器 |
5.5 本章小结 |
第六章 系统性能测试与分析 |
6.1 测试环境及测试工具 |
6.1.1 测试内容和测试环境 |
6.1.2 测试工具 |
6.2 测试方法及结果分析 |
6.3 软件上机效果测试 |
6.4 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文/专利 |
致谢 |
(2)基于RTX与反射内存网的实时仿真技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和问题 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究问题的提出 |
1.2 相关技术研究与应用现状 |
1.2.1 分布式仿真技术的研究和应用 |
1.2.2 实时仿真系统的研究和应用 |
1.2.3 反射内存网研究和应用 |
1.3 论文的研究内容与意义 |
1.4 本文的研究工作与章节安排 |
第2章 RTX实时子系统设计与实现 |
2.1 引言 |
2.2 Windows系统实时性概述 |
2.3 RTX实时系统概述 |
2.3.1 实时操作系统的发展 |
2.3.2 RTX概述 |
2.3.3 RTX实时系统结构 |
2.3.4 RTX时钟与定时机制 |
2.3.5 基于RTX扩展的Windows系统实时性分析 |
2.4 RTX实时仿真系统任务调度研究 |
2.4.1 RTX实时仿真系统调度策略分析 |
2.4.2 RTX实时仿真系统调度算法分析 |
2.5 RTX实时仿真系统框架实现 |
2.5.1 RTX实时仿真系统架构总体设计 |
2.5.2 RTX实时仿真系统模型集成 |
2.5.3 RTX实时仿真计算程序 |
2.5.4 RTX实时仿真流程 |
2.5.5 RTX实时程序的数据交互方式 |
2.5.6 RTX实时调度驱动时钟实现 |
2.6 RTX实时模块调度耗时测试 |
2.7 本章小结 |
第3章 反射内存网实时性研究 |
3.1 引言 |
3.2 传统以太网的实时性缺陷 |
3.3 反射内存卡概述 |
3.3.1 PCI-5565 反射内存卡简介 |
3.3.2 反射内存网通信原理 |
3.4 反射内存卡硬件和寄存器设置操作说明 |
3.4.1 反射内存卡硬件说明 |
3.4.2 PCI配置寄存器组 |
3.4.3 本地配置寄存器组 |
3.4.4 反射内存控制和状态寄存器组 |
3.5 反射内存卡驱动程序 |
3.5.1 反射内存卡的打开与关闭 |
3.5.2 反射内存卡的功能配置 |
3.5.3 反射内存卡的数据传输 |
3.5.4 反射内存卡中断事件 |
3.6 反射内存网络性能比较与测试 |
3.6.1 反射内存网络传输可靠性测试 |
3.6.2 反射内存网络传输速率测试 |
3.7 本章小结 |
第4章 反射内存网络通信协议设计与实现 |
4.1 引言 |
4.2 分布式仿真系统中反射内存空间的管理与划分 |
4.3 TCP/IP通信协议分析 |
4.3.1 网络接口层协议分析 |
4.3.2 网络层协议分析 |
4.3.3 传输层协议分析 |
4.3.4 应用层协议分析 |
4.4 反射内存网络通信协议设计 |
4.4.1 反射内存网络协议栈的总体结构 |
4.4.2 反射内存网网络接口的实现 |
4.4.3 ARP协议设计 |
4.4.4 IP协议设计 |
4.4.5 ICMP协议设计 |
4.4.6 TCP协议设计 |
4.5 反射内存网络通信协议实现与测试 |
4.5.1 反射内存网协议功能测试 |
4.5.2 反射内存网协议性能测试 |
4.6 双网传输技术研究 |
4.7 本章小结 |
第5章 实时仿真系统架构与关键技术验证 |
5.1 引言 |
5.2 实时仿真系统总体架构 |
5.2.1 实时仿真系统模型集成 |
5.2.2 实时仿真系统试验任务设计 |
5.2.3 实时仿真系统试验运行控制 |
5.3 仿真系统性能分析及实时性验证 |
5.3.1 以太网与反射内存网仿真通信时间比较分析 |
5.3.2 Windows环境下使用以太网和反射内存网通信仿真时间比较分析 |
5.3.3 Windows与RTX环境下使用反射内存网通信仿真时间比较分析 |
5.4 本章小结 |
总结 |
参考文献 |
致谢 |
(3)多任务嵌入式实时控制系统软件的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 实时控制系统的发展现状 |
1.2.1 实时控制器的发展现状 |
1.2.2 实时操作系统的发展现状 |
1.3 本文主要研究工作 |
第2章 多任务嵌入式实时控制系统软件的设计 |
2.1 引言 |
2.2 实时控制系统软件的总体架构设计 |
2.2.1 快速原型实时控制系统总体架构设计 |
2.2.2 实时控制系统软件的总体设计 |
2.3 实时内核的设计 |
2.3.1 标准Linux内核实时性能分析 |
2.3.2 增强标准Linux实时性能的关键技术分析 |
2.3.3 基于Linux的实时内核的设计 |
2.4 实时设备驱动的设计 |
2.4.1 标准Linux设备驱动分析 |
2.4.2 基于LXRT机制的实时设备驱动的设计 |
2.5 实时监控程序的设计 |
2.5.1 实时监控程序的功能需求分析 |
2.5.2 实时监控程序开发语言的选择 |
2.5.3 实时监控程序的设计 |
2.6 本章小结 |
第3章 多任务嵌入式实时控制系统软件的实现 |
3.1 引言 |
3.2 基于RTAI的Linux实时内核的实现 |
3.2.1 实时内核的实现原理分析 |
3.2.2 实时内核的具体实现 |
3.3 基于LXRT机制的实时设备驱动的实现 |
3.3.1 LXRT机制的研究 |
3.3.2 基于LXRT机制的实时设备驱动的实现 |
3.4 基于RPC和MBX机制的实时监控程序的实现 |
3.4.1 RPC机制的研究 |
3.4.2 MBX机制的研究 |
3.4.3 人机界面的开发实现 |
3.4.4 控制功能模块的开发实现 |
3.4.5 参数显示与在线修改功能模块的开发实现 |
3.4.6 实时数据曲线显示功能模块的开发实现 |
3.5 本章小结 |
第4章 系统软件的测试及在双容水箱装置中的应用验证 |
4.1 引言 |
4.2 实时控制系统软件的测试 |
4.2.1 实时内核的测试 |
4.2.2 实时设备驱动的测试 |
4.2.3 实时监控程序的测试 |
4.3 实时控制系统软件在双容水箱装置中的应用验证 |
4.3.1 双容水箱系统中PC104实时设备驱动的开发 |
4.3.2 单容水箱PID液位平衡控制算法分析 |
4.3.3 单容水箱PID液位平衡控制实验测试 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间主要工作 |
(4)多任务飞行控制系统中调度算法与可靠性控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 国内外发展现状 |
1.3 论文章节安排 |
第二章 相关基础知识简介 |
2.1 嵌入式系统 |
2.1.1 嵌入式系统的定义 |
2.1.2 嵌入式系统的组成 |
2.2 实时操作系统 |
2.2.1 实时系统的定义 |
2.2.2 实时系统的特点 |
2.2.3 调度与可调度性分析 |
2.2.4 实时系统的分类 |
2.3 嵌入式操作系统 VxWorks |
2.3.1 VxWorks 简介 |
2.3.2 VxWorks 的特点 |
2.3.3 VxWorks 的组成 |
2.3.4 VxWorks 下的任务管理 |
2.4 本章小结 |
第三章 系统需求分析 |
3.1 系统目标 |
3.2 系统的功能模块 |
3.3 系统中的多任务调度 |
3.4 系统中的多任务调度性能要求 |
3.5 本章小结 |
第四章 多任务调度中的强实时性研究 |
4.1 保证操作系统强实时性的技术分析 |
4.2 常用的调度算法的优缺点比较 |
4.3 强实时性调度算法的选择 |
4.4 RM 算法介绍 |
4.5 RM 算法的可调度性判定 |
4.6 关于 RM 算法最优的证明 |
4.7 本章小结 |
第五章 多任务调度中的可靠性研究 |
5.1 系统的可靠性 |
5.2 对 RM 算法弱点的分析 |
5.3 对两种调度算法的分析 |
5.4 两级调度策略的提出 |
5.5 两级调度策略的构造 |
5.5.1 两级调度策略的层次结构 |
5.5.2 两级调度策略的具体实施 |
5.6 对两种两级调度策略的比较 |
5.7 两级调度策略的可调度性分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 两种算法的实现和性能测试 |
6.1 RM 算法的实现 |
6.1.1 程序的流程 |
6.1.2 可调度性判定方法的实现 |
6.1.3 调度结果坐标图的绘制 |
6.1.4 调度算法的主程序实现 |
6.1.5 程序界面 |
6.2 RM 算法的性能分析 |
6.2.1 算法的测试 |
6.2.2 算法的性能分析 |
6.3 两级调度策略在μC/OS-II 上的实现 |
6.3.1 对任务控制块的修改 |
6.3.2 时间片长度的确定 |
6.3.3 其他相关函数的重写 |
6.4 两级调度策略的性能测试 |
6.4.1 安全性和可靠性评估 |
6.4.2 额外调度开销评估 |
6.5 本章小结 |
第七章 系统功能实现 |
7.1 系统中多任务调度的实现 |
7.2 系统中多任务的可调度性分析 |
7.3 系统中多任务调度的强实时性和可靠性保证 |
7.4 系统的数据处理部分实现 |
7.5 本章小结 |
结束语 |
致谢 |
参考文献 |
(5)基于Windows的开放式数控系统实时任务调度研究(论文提纲范文)
前言 |
1 多任务和多线程的实现 |
1.1 数控系统任务的划分 |
1.2 Windows系统多任务调度模式 |
a.基于抢占式的多任务调度机制 |
b.基于消息驱动的多任务调度机制 |
1.3 数控系统的多任务调度的实现方案 |
2 基于Windows系统的实时性实现 |
2.1 实时性的实现形式分析 |
a.利用计时器函数 |
b.应用Windows多媒体定时函数 |
c.可等定时器Waitable Timer |
d.基于Vxd的硬件中断 |
2.2 本数控系统的实时性的实现方案 |
3 结语 |
(6)基于RTX和LabVIEW的实时多任务测控系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 Windows 实时性不足及其改进 |
1.2.2 采用LabVIEW 开发测控系统的优势 |
1.3 本文主要的研究内容 |
2 编程语言与开发工具 |
2.1 RTX 简介 |
2.1.1 RTX 的结构 |
2.1.2 深入RTX |
2.1.3 RTX 的中断延迟 |
2.1.4 RTX 的工具和应用程序 |
2.2 LabVIEW 简介 |
2.2.1 LabVIEW 的特点 |
2.2.2 LabVIEW 的外部接口 |
2.2.3 LabVIEW 的多线程 |
2.2.4 LabVIEW 的运行控制技术 |
2.2.5 LabVIEW 的网络通信 |
2.2.6 SQL 与数据库访问 |
3 实时多任务测控系统方案设计 |
3.1 实时多任务测控系统概述 |
3.1.1 多任务 |
3.1.2 任务的实时调度 |
3.1.3 实时调度的算法 |
3.2 系统中的进程和线程管理 |
3.2.1 运行在RTSS 下的进程 |
3.2.2 运行在RTSS 下的线程 |
3.2.3 系统的内存管理 |
3.3 系统的硬件平台 |
3.4 系统的任务 |
3.4.1 系统任务构成 |
3.4.2 系统任务的划分 |
3.4.3 系统任务的调度 |
3.4.4 任务间的通讯 |
3.5 本章小结 |
4 实时多任务测控系统的实现 |
4.1 系统软件的总体结构 |
4.2 RTX 下的程序设计 |
4.2.1 运用Visual Studio 建立应用程序 |
4.2.2 运用RTX 应用程序开发向导开发程序和动态链接库 |
4.2.3 运用RTX 的Makefile 开发应用程序和动态链接库 |
4.2.4 调试RTSS 程序 |
4.2.5 RTX 下的API |
4.3 实时部分程序设计 |
4.3.1 实时任务主程序设计 |
4.3.2 实时子任务程序设计 |
4.4 非实时部分程序设计 |
4.4.1 进程间通信程序设计 |
4.4.2 CIN 节点的调用 |
4.4.3 人机交互界面设计 |
4.4.4 网络通信程序设计 |
4.4.5 任务优先级设置 |
4.5 系统实时性能检验 |
4.5.1 Platform Evaluator 简介 |
4.5.2 系统性能测试 |
4.5.3 数据分析 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(7)基于RTLinux的通用数控平台构建(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 数控技术的发展 |
1.1.1 数控技术的发展历史 |
1.1.2 我国数控技术的发展历程 |
1.1.3 数控技术的发展趋势 |
1.2 开放式数控综述 |
1.2.1 开放式CNC 的产生背景 |
1.2.2 全软件数控——一种新型的开放式数控 |
1.3 全软件数控的研究现状 |
1.4 本课题的研究目标和研究内容 |
第二章 基于RTLINUX 的数控系统的优势 |
2.1 数控系统软件平台的比较 |
2.1.1 基于DOS 平台的数控系统 |
2.2.2 基于Windows 平台的数控系统 |
2.2.3 基于RTLinux 平台的数控系统 |
2.2 RTLINUX系统特征 |
2.3 基于RTLINUX 的全软件数控系统的软硬件平台解决方案 |
2.3.1 以PC104 为硬件平台 |
2.3.2 以RTLinux 为数控系统软件平台 |
2.3.3 RTLinux 平台实时应用软件的基本结构 |
2.4 本章小结 |
第三章 数控功能分析和软件结构设计 |
3.1 数控系统的功能分析 |
3.1.1 数控系统的基本功能 |
3.1.2 常规数控系统的软件结构 |
3.1.3 功能实时性划分的必要性 |
3.2 数控系统功能的实时性划分 |
3.3 基于通用操作系统的数控平台的总体结构设计 |
3.3.1 通用数控平台系统整体结构 |
3.3.2 通用数控平台软件结构 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于RTLINUX 的数控系统的内核定制与移植 |
4.1 基于RTLINUX 的数控系统的内核定制 |
4.1.1 标准Linux 的内核定制 |
4.1.2 RTLinux 的内核定制 |
4.2 RTLINUX在PC104 上的具体移植过程 |
4.2.1 Linux 在PC104 上的安装 |
4.2.2 RTLinux 在PC104 上的移植 |
4.2.3 RTLinux 中FrameBuffer 的开启 |
4.3 本章小结 |
第五章 系统功能模块设计与实现 |
5.1 系统各层间的通信设计 |
5.1.1 管理层与界面层的通信 |
5.1.2 管理层与控制层的通信 |
5.2 系统界面层设计 |
5.2.1 Qt 的特点和优势 |
5.2.2 界面层设计 |
5.3 管理层功能的实现 |
5.3.1 管理层软件结构 |
5.3.2 管理层软件实现 |
5.3.2.1 Linux 的多线程机制 |
5.3.2.2 Linux 多线程编程的关键技术 |
5.3.2.3 Linux 多线程机制在管理层软件开发中的使用 |
5.4 控制层的工作原理与实现方法 |
5.4.1 控制层模块间的通信 |
5.4.2 控制层系统状态和控制字定义 |
5.4.3 利用RTLinux 进行控制层软件开发的关键技术 |
5.4.4 信号输出模块的实现框架 |
5.5 系统运行过程分析 |
5.5.1 系统启动过程 |
5.5.2 手动增量控制过程 |
5.5.3 自动加工运行过程 |
5.6 本章小结 |
第六章 软件开发与调试 |
6.1 软件开发 |
6.1.1 Linux 中的文本编辑器 |
6.1.2 GNU CC(简称为GCC)编译器 |
6.1.3 GNU make |
6.2 软件调试 |
6.2.1 非实时域模块调试 |
6.2.2 实时域模块调试 |
6.2.3 系统联调 |
6.3 本章小节 |
第七章 总结展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表的学术论文 |
(8)基于RTLinux的PCB钻床开放式数控系统的研究与开发(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 开放式数控系统的优点及国内外研究情况 |
1.3 PCB数控钻床发展现状及存在的主要问题 |
1.4 开放式数控系统软件平台的比较 |
1.4.1 DOS |
1.4.2 Windows |
1.4.3 Linux/RTLinux |
1.5 本课题的主要内容 |
2 RTLinux特征及软件开发关键技术 |
2.1 RTLinux的实现原理 |
2.2 RTLinux的任务调度策略 |
2.2.1 RTLinux的任务的类型和状态 |
2.2.2 RTLinux的调度过程 |
2.2.3 RTLinux的调度API函数 |
2.3 RTLinux环境下实现软件开发的关键技术 |
2.3.1 内核实时线程编程技术 |
2.3.2 进、线程间通信方式 |
2.3.3 互斥锁和信号灯机制 |
2.4 RTLinux实时应用程序开发模式 |
2.5 RTLinux的配置与安装 |
2.6 本章小结 |
3 基于RTLinux的数控系统软件开发 |
3.1 系统的硬件总体结构 |
3.1.1 基于PC的数控系统硬件总体方案 |
3.1.2 本数控系统的硬件结构 |
3.2 系统的软件结构 |
3.2.1 系统软件结构方案 |
3.2.2 系统运行的调度机制 |
3.3 非实时模块 |
3.3.1 文件管理模块 |
3.3.2 图形显示模块 |
3.3.3 译码模块 |
3.3.4 路径优化模块 |
3.4 实时模块 |
3.4.1 总控模块 |
3.4.2 速度规划模块 |
3.4.3 插补模块 |
3.5 RTLinux环境下GUI的实现方案 |
3.5.1 Qt概述 |
3.5.2 基于Qt开发的软件结构 |
3.6 本章小结 |
4 基于遗传算法的PCB数控钻床走刀路径的优化 |
4.1 最佳走刀路径模型的建立 |
4.2 遗传算法及路径优化算法的设计 |
4.2.1 遗传算法概述 |
4.2.2 走刀路径优化算法设计 |
4.2.3 走刀路径优化算法流程 |
4.3 优化结果及分析 |
4.3.1 初始分析 |
4.3.2 对变异算子的改进分析 |
4.3.3 变异概率对优化结果的影响 |
4.3.4 算法效率比较 |
4.4 本章小结 |
5 系统应用实例 |
5.1 系统主要配置 |
5.2 加工实例 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)基于Windows平台激光加工数控系统的开发研究(论文提纲范文)
论文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题的研究背景及意义 |
1.2 激光加工数控技术 |
1.2.1 采用Windows操作系统的优点 |
1.2.2 开放数控系统(ONC) |
1.2.3 开放数控系统国内外究动态 |
1.2.4 现有开放式数控系统类型 |
1.2.5 目前存在的问题 |
1.3 课题来源和本文的主要工作及创新之处 |
第二章 激光加工系统的特点和组成 |
2.1 激光加工系统的特点 |
2.2 激光加工系统的组成及各部分的逻辑关系 |
2.2.1 激光加工系统的组成 |
2.2.2 各部分的逻辑关系 |
2.3 本章小节 |
第三章 PCL-839三轴高速步进电机控制卡 |
3.1 PCL-839基地址的设置 |
3.2 与控制器的连接 |
3.3 PCL-839的软件功能 |
3.3.1 初始化程序 |
3.3.2 送脉冲函数 |
3.4 本章小结 |
第四章 激光加工数控系统功能软件的具体实现 |
4.1 译码模块 |
4.2 插补模块 |
4.3 图形仿真算法及实现 |
4.3.1 坐标映射方式 |
4.3.2 窗口与视口 |
4.3.3 逻辑坐标和设备坐标的转换方法 |
4.4 速度控制 |
4.5 本章小结 |
第五章 Windows环境软件的实时控制 |
5.1 实时操作系统 |
5.2 通用操作系统 |
5.3 Windows环境下的实时性分析 |
5.3.1 实时系统特征分析 |
5.3.2 Windows环境的实时技术分析 |
5.3.3 Windows环境实时任务管理与调度 |
5.4 本系统开发时实时处理 |
5.4.1 定时器的处理 |
5.4.2 数控系统的软件结构 |
5.5 本章小结 |
第六章 激光切割数控系统 |
6.1 数控系统的功能 |
6.2 数控系统的工作方式 |
6.3 实际运行结果 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结和展望 |
致谢 |
参考文献 |
在硕士期间发表的论文 |
(10)基于LabVIEW的多任务测控系统及数据库的应用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 计算机控制系统的硬件组成 |
1.3 计算机控制系统的软件结构 |
1.4 计算机控制系统的应用软件 |
1.5 选择LabVIEW 作为研究对象的原因 |
1.6 论文主要完成的工作 |
2 编程语言与工具 |
2.1 需求语言特性 |
2.2 LabVIEW 语言简介 |
2.3 LabVIEW Real-Time 开发软件 |
2.4 RTX 软件 |
3 实时多任务测控系统 |
3.1 实时多任务系统的基本概念 |
3.2 LabVIEW 环境下的多任务实时系统 |
3.3 构建基于LabVIEW 的实时测控系统 |
3.4 系统的软件 |
3.5 本章小结 |
4 LabVIEW 的DCS 系统设计 |
4.1 DCS 系统介绍 |
4.2 DCS 系统软件设计 |
4.3 本章小结 |
5 数据库系统的设计 |
5.1 实时数据库简介 |
5.2 采用LabVIEW 开发数据库系统 |
5.3 数据库系统设计 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 进一步的工作 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
独创性声明 |
学位论文版权使用授权书 |
四、Windows下的CNC实时多任务调度策略研究(论文参考文献)
- [1]基于嵌入式Linux线切割数控系统的实时性优化及其软件开发[D]. 岑碧琦. 广东工业大学, 2020(02)
- [2]基于RTX与反射内存网的实时仿真技术研究[D]. 张宪彪. 北京理工大学, 2016(06)
- [3]多任务嵌入式实时控制系统软件的研究[D]. 朱文强. 东北大学, 2012(05)
- [4]多任务飞行控制系统中调度算法与可靠性控制研究[D]. 肖柱. 电子科技大学, 2012(01)
- [5]基于Windows的开放式数控系统实时任务调度研究[J]. 沈晓红,张艳婷,罗晨磊. 微计算机信息, 2011(07)
- [6]基于RTX和LabVIEW的实时多任务测控系统的研究[D]. 宫厚良. 重庆大学, 2008(06)
- [7]基于RTLinux的通用数控平台构建[D]. 吴木林. 南京航空航天大学, 2008(06)
- [8]基于RTLinux的PCB钻床开放式数控系统的研究与开发[D]. 卫葳. 北京交通大学, 2007(09)
- [9]基于Windows平台激光加工数控系统的开发研究[D]. 贾敏忠. 华侨大学, 2006(01)
- [10]基于LabVIEW的多任务测控系统及数据库的应用研究[D]. 赵志强. 重庆大学, 2006(12)