Применение сетей Петри для исследования сетевых систем управления
Авторы: Юнесс С., Лобусов Е.С.
Опубликовано в выпуске: #7(91)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-7-1885
Раздел: Механика | Рубрика: Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
Использование коммуникационных сетей в системах управления представляет возможность передачи информации, удаленного управления различными объектами, модификаций и обслуживания. Промежуток времени между считыванием измерений с датчика и отправлением управляющего сигнала на исполнительный механизм зависит от характеристик сети (топологии и схем маршрутизации), и эта временная задержка может сильно повлиять на общую производительность сети. Задержки, искажения и потеря передаваемых данных не только ухудшают производительность сетевой системы управления (ССУ), но и дестабилизируют ее. В связи с этим рассмотрено применение сетей Петри в качестве метода моделирования ССУ на примере проектирования системы управления активной подвеской автомобиля. Были сопоставлены сети с топологией типа «звезда» и «общая шина», в результате чего выявлено, что ССУ с топологией «общая шина» функционируют на 40 % быстрее по сравнению с системами, имеющими топологию «звезда».
Литература
[1] Alur R., Arzen K.E., Henzinger.T.A. Handbook of networked and embedded control systems. Springer Science & Business Media, 2007, vol. 1, pp. 200–210.
[2] Reif K., Schmidt K., Gesele F., Reichelt S. Networked control systems in motor vehicles. ATZ elektronik worldwide, 2008, vol. 3 (4), pp. 18–23. DOI: 10.1007/BF03242181
[3] Zaitsev D.A., Shmeleva T.R. Switched ethernet response time evaluation via colored petri net model. International Middle Eastern Multiconference on Simulation and Modelling, IEEE, Alexandria, Egypt, August 28, 2006, pp. 68–77.
[4] Bago P.N., Marijan S. Modeling Bus Communication Protocols Using Timed Colored Petri Nets — The Controller Area Network Example. Ninth Workshop and Tutorial on Practical Use of Coloured Petri Nets and the CPN Tools. Elektrotehnika, Temeljne tehničke znanosti, Aarhus, Denmark, October 20–22, 2008, pp. 103–121.
[5] Seatzu C., Giua A. A systems theory view of Petri nets. Advances in control theory and applications. Springer, 2007, pp. 99–127. DOI: 10.1007/978-3-540-70701-1_6
[6] Marsal G., Denis B., Faure J.M., Frey G. Evaluation of response time in Ethernet-based automation systems. Eleventh IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA'06). Prague, September 20–22, 2006, pp. 380–387.
[7] Zhou J.Qx. Petri net modeling and performance analysis of can fieldbus. Doctoral dissertation. New Jersey Institute of Technology, Department of Electrical and Computer Engineering, 1998, pp. 72–81.
[8] Hu H., Cui R., Wei X., VHDL implementation of CAN fieldbus modeling based on Petri nets. Electronic Measurement & Instruments. Ninth Int. Conf. IEEE (ICEMI'09). Beijing, China, 2009, August 16–19, vol. 1, pp. 1070–1073.
[9] Gaid M. B., Cela A., Hamam Y. Optimal integrated control and scheduling of systems with communication constraints. Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control. IEEE, 2005, pp. 854–859.
[10] Ikenaga S., Lewis F.L, Davis L. Active suspension control of ground vehicle based on a full-vehicle model. American Control Conference, IEEE, Chicago, Illinois, USA, 2000, June 28–30, vol. 6, pp. 4019–4024.