數(shù)控實時系統(tǒng)調度理論及應用研究.pdf

1、作為先進制造業(yè)的核心技術之一，數(shù)控技術的飛速發(fā)展，對工業(yè)實時計算提出了新的要求。數(shù)控實時系統(tǒng)不僅需要保證刀具補償、插補運算、位置控制等周期性相關任務在確定的時間內完成，也要保證突發(fā)事件觸發(fā)的非周期任務的及時響應，而且在系統(tǒng)的軟硬件出現(xiàn)故障時，仍要保證系統(tǒng)安全運行并盡可能在滿足各種約束條件下完成任務。因此，要求實時計算能夠綜合處理多種類型任務共存的混合相關任務集，并且具備一定的故障容錯能力。本論文在總結數(shù)控任務特點的基礎上，提出了數(shù)控實時

2、系統(tǒng)調度理論，并通過仿真實驗證明了理論的有效性和可行性。主要研究內容包括以下幾個方面： 首先，綜合分析了國內外調度理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對典型研究成果的原理和適用范圍進行剖析，指出了目前調度理論研究中存在的局限性以及現(xiàn)有成果應用于數(shù)控實時計算存在的問題。 第二，針對數(shù)控系統(tǒng)任務集的特點，建立混合相關任務集的描述模型，以此為基礎，提出啟發(fā)式優(yōu)化調度算法，給出算法的設計思想及偽代碼描述，并對其進行復雜度分析和性能仿真模擬

3、分析。 第三，在全面分析各種容錯技術的基礎上，針對工業(yè)現(xiàn)場復雜環(huán)境下易產生暫時性錯誤的特點，引入低開銷回卷恢復技術，將其納入啟發(fā)式最優(yōu)調度算法框架，提出數(shù)控系統(tǒng)的容錯調度策略。 第四，詳細、系統(tǒng)地介紹實時任務最長執(zhí)行時間(WCET)預測領域的研究情況，并且針對源程序路徑分析結果過于“悲觀”和分析過程的時間復雜度高的問題，提出了解決方案。該方案綜合應用程序結構調整、符號執(zhí)行以及分支定界等技術，消除程序中的不可達路徑，減少需