论文摘要
CAN（controller area network）总线作为一种面向实时控制应用的现场总线,以其短帧数据结构、多主工作方式、传输速率快、通信距离长、抗干扰能力强、位仲裁、价格低廉等特点,在各个行业中得到广泛应用。然而,由于CAN这种事件触发型总线的带宽利用率较低,和逐渐广泛使用的以太网通信相比,很难在有大数据量交换要求的应用中取得优势。时间触发型总线适于过程控制等周期数据交换的场合,可以获得较好的利用率,对时间触发型现场总线的研究,近年来呈上升的趋势。基于CAN的时间触发型总线——TTCAN（time-triggered CAN）,它既是一种完全的时间触发总线,又继承了事件触发CAN总线的突出特点,有较好的发展前景。本文首先介绍了TTCAN协议及其实现,详细分析了TTCAN协议中实现时间触发机制的各个组成元素,并对TTCAN协议中的调度实现及其最大带宽利用率进行了研究。接着分析了固定优先级调度算法（FPS）的消息模型、最糟糕响应时间以及错误模型,给出了系统可调度的充分条件及性能评估指标。将时间触发机制（TTA）引入到固定优先级的调度算法中,提出了一种基于时间触发机制的固定优先级调度算法（TT-FPS）。将基于DM的FPS和无时间约束的TT-FPS用于电动汽车的消息调度中,给出了相应的性能参数,为调度策略的改进提供了有意义的参考。然后介绍了粒子群算法原理和发展,详细给出了系统矩阵的具体构造原理,并给出了基于粒子群算法的系统矩阵的优化步骤,并把这一算法应用于汽车控制系统中,利用实际数据进行了仿真研究。结果表明,由于报文得到合理的安排,使得周期缩短很多,尽可能减少了网络传输抖动,提高了TTCAN网络带宽利用率。并与固定优先级调度算法进行比较分析。最后进行了总结与展望,并指出了几个值得进一步探讨研究的问题。
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标签：粒子群算法论文; 固定优先级调度算法论文; 系统矩阵论文;