调度算法等对NCS性能影响的仿真与分析1
王平福1，邱占芝1，郭书杰2
1.大连交通大学软件学院，辽宁大连 (116028)
2.大连市91550部队指控中心，辽宁大连（116023）
E-mail：zhanzhiqiuok@https://www.doczj.com/doc/842166531.html,
摘要：在建立NCS仿真系统的基础上，用TrueTime工具箱，分析了时延、扰动、丢包率、采样周期等不确定性因素以及网络通信模式、调度算法等对NCS性能的影响，实现了对网络控制系统的实时仿真,给出了仿真结果和相关结论，仿真结果可以看出TrueTime工具箱对网络控制系统的实时仿真的有效性,对深入理解和研究NCS有一定的帮助。
关键词：网络控制系统（NCS）；TrueTime；仿真与分析
中图分类号：TP 273 文献标识码：A
0引言
网络控制系统(Networked Control Systems, NCS)理论是上世纪90年代中后期发展起来的新兴控制理论研究领域，是目前国际控制理论界的研究前沿和热点之一[1]。NCS是由地理上分布的各节点，包括传感器、执行器和控制器等现场设备等，通过网络连接而成的闭环反馈控制系统。随着控制、网络及通信技术的飞速发展，NCS被越来越多地应用于复杂的工业控制领域。
影响NCS性能的因素有很多，包括时延、扰动、丢包率等不确定性因素以及调度算法、网络通信模式等[1~4]。在NCS中，由于网络通信方式、共享带宽以及网络负载变化不规则等因素的制约，当控制器节点和远地被控对象的传感器节点和执行器节点通过网络交换数据或控制信息时，往往出现数据多路径传输、多包传输、包时序错乱、包丢失、包重传、包碰撞、网络拥塞以及连接中断等现象，因此节点间的信息传输不可避免的受到时延、扰动和丢包率等不确定性因素的影响。网络调度是指确定网络各节点发送数据的次序、优先权、发送时刻和时间间隔等。网络调度发生在传感器、控制器和执行器之间的传输数据过程中，其目的是对网络资源进行有效配置与管理，调节采样周期和采样时刻等，尽量避免网络冲突和阻塞，减少网络时延、数据包丢失率等。网络通信模式包括网络拓扑结构和通信协议等，与网络布线密切相关。网络通信模式对调度算法和时延等不确定性因素有决定性作用。比如，以太网中通常采用访问协议为载波监听多路访问/冲突监测（CSMA/CD），发生冲突时，采用退避算法，当网络负载加重时，冲突的概率增加，时延不确定性增加。而在令牌总线网中，采用无冲突介质访问控制协议，具有较高的可靠性，无冲突，时延有确定的上限值。在网络通信模式确定后，采用不同的调度算法时，也会对系统性能产生不同的影响。当然，在网络通信模式和调度算法不变的情况下，时延等不确定性因素也会对系统性能有所影响。本文以NCS 实例为基础，用TrueTime工具箱[5]，在时延等不确定性因素、网络通信模式以及调度算法等对系统的影响方面，进行了仿真，详细阐述了上述观点。
1建立仿真模型
仿真研究是NCS理论研究的一个重要内容。现有的仿真软件种类比较多，国内也有很多相关的仿真平台。TrueTime工具箱是由瑞典Lund工学院研制出的，它为NCS理论的仿真研
1本课题得到辽宁省教育厅计划项目(20060107);辽宁省自然科学基金(20072157).的资助。
究提供了简易可行、功能齐全的手段，能简便而又快速地建立NCS 仿真平台，来研究各种不确定因素和网络信息调度方法对系统控制性能的影响等。TrueTime 包括实时内核模块(TrueTime Kernel)、网络通信模块(TrueTime Network)、电池模块(TrueTime Battery)和无线网络模块(TrueTime Wireless network)等，本文仅涉及到前两个。内核模块可用做NCS 的网络节点，如传感器、控制器和执行器等。网络通信模块，能提供了多种网络参数和网络模式，如媒体访问控制协议、网络节点数目、传输速率、数据丢失率等。详细的介绍，可查阅文献[5-7]。
建立NCS 仿真系统模型，如图1所示。系统由1个网络通信模块(Network)，4个内核模块组成。4个内核模块分别充当控制器（Controller ）、执行器（Actuator ）、传感器（Sensor ）和干扰节点（Interference ）。传感器时钟驱动、周期地采样输出测量值，并将采样值通过网络发送给控制器。控制器接收到采样数据后立即计算控制信号，并将结果通过网络发送给执行器。执行器收到控制信号立即启动工作，驱动控制对象。干扰节点用于施加干扰任务，给网络发送干扰流量，以便研究扰动对NCS 控制性能的影响。
系统模型传递函数为:)1)(3/(950)(?+=s s s G ，控制器采用比例微分(PD)控制算法: ))()(()(k y k r K k P ?=; ))()1(()1()(k y k y b k D a k D d d ??+?=; )()()(k D k P k u +=
d d d T Nh T a += ; d d d T Nh NKT b +=
其中，h 为传感器的采样周期,N 为微分增益,d T 为微分系数,K 为比例系数。 2 系统仿真
2.1 传输速率 (Data Rate)
网络通信模块采用CSMA/AMP 方式，最小数据帧设定5(bytes)，不存在数据丢失，各节
点信息调度策略采用固定优先级prioFP ，采样周期T 取10ms ，
传感器到控制器的预计时延sc τ＝0.4 ms ，控制器计算时间预计c τ＝0.5ms ，控制器到执行器的预计时延ca τ＝0.5 ms （即整个回路的预计总时延τ＝1.4ms ），在无扰动情况下，当5.1=K ，100000=N ，035.0=d T 时，数据速率设定为200kbps 、80kbps 和16.8kbps ，系统输出信号，如图2所示。数据传输速率是衡量系统传输能力的主要指标，主要与网络的布线方式，传输媒介有关，对NCS 的性能
图1 NCS 仿真系统图
有很大的影响。本仿真系统，能有效证明数据传输速率对NCS 性能的影响效果。图2的仿真结果表明，在其它条件相同的情况下，当数据传输速率较大时系统表现出较好的平稳性，见“200kbps”和“80kbps”曲线，而传输速率过小时，系统呈现出大幅振荡，见“16.8kbps”曲线。在下面的仿真中大都以“80kbps”曲线为参考，简称参考线，其相应设置为参考设置。
2.2 采样周期 (Sampled Period)
在NCS 中，传感器的采样周期是指传感器对一模拟量进行采样时，两次采样之间的时间间隔。采样周期的选择甚为重要，如采样周期过长，将引起有用信号的严重丢失，使系统品质变差，见图3中的“sp=15ms”曲线。反之，如采样周期过短,则两次实测值的变化量太小，增加不必要的网络负载，可能导致网络拥塞，数据包丢失，时延增加等，使系统不稳定性增强，见图3中“sp=2ms”曲线。该结论与文献[8]的结论基本相同。“sp=10ms”曲线为参考线。该仿真结果是在参考设置的基础上，变化采样周期而得。
2.3 时延 (Delay)
NCS 具有信息资源能够共享、连接线数大大减少、易于扩展、易于维护、高效率、高可靠性、灵活等优点。但同时由于网络中的信息源很多, 信息的传送要分时占用网络通信线路, 而网络的承载能力和通信带宽有限, 必然造成信息的冲撞、重传等现象的发生, 使得信息在传输过程中不可避免地存在时延。时延由于受到网络所采用的通信协议、网络当时的负荷状况、网络的传输速率和信息包的大小等诸多因素的影响，呈现出或固定或随机、或有界或无界的特征。时延的不确定性使系统的稳定范围变窄，甚至使系统失稳, 同时也给控制系统的分析、设计带来了很大的困难。时延是NCS 的分析和设计中不可忽略的重要因素。
此处是在参考设置的基础上，对传感器到控制器的预计时延，控制器计算时间，控制器到执行器的预计时延，进行调整而得出仿真结果。在图4中，曲线“τ＝1.4ms”是sc τ＝0.4ms,c τ=ca τ=0.5ms 的仿真结果，曲线“τ＝7ms”是sc τ＝c τ＝2ms,ca τ=3ms 的仿真结果，曲
线“τ＝12ms”是sc τ＝3ms,c τ=ca τ=4ms 的仿真结果。
从图中可以看出，在其它条件不变的情况下，NCS 在一定的时延范围内可以保持稳定，见曲线“τ＝1.4ms”（参考线）和曲线“τ
＝
7ms”。这种时延通常小于采样周期，又称为短时延。当时延大于采样周期时，即长时延，系统则会出现不同程度的振荡，甚至系统失稳，见曲线“τ＝12ms”。这个结论只是一个定性的认识，如果在实际应用中，系统对时延的容忍度是不尽相同的，则需要选用适当的方法，求解出较为理想的控制律等[9-10]。但这非本文的论述重点，不作赘述。
2.4 丢包率 (Loss Probability)
在NCS 中，当传感器、控制器和执行器利用有限网络带宽来传输数据和控制信息时，不可避免地出现数据包丢失(packet dropout)。数据包丢失有两种情况：一种是因传输通道为系统中各节点所共享，并且网络带宽为有限，在某一时间能够与控制器存取数据的传感器和执行器数目是有限的。当负载较大时，数据碰撞、网络拥塞和节点失败经常发生，数据碰撞和节点失败将造成数据包丢失。尽管大多数通信协议有重发机制，但都重发在一定时间内未到达的数据包。超过一定时间未到达的数据包将被丢弃。另一种是在实时控制系统中，往往是将一定时间未到达的数据包主动丢弃掉，接着发送新数据，以保证信号的及时更新和采样数据的有效性。一个稳定运行的NCS 容许有一定量的数据包丢失，见图5中“lp=0.1”曲线，但数据包丢失率超过一定值时将使系统失稳，见图5中“lp=0.25”。“lp=0”曲线为参考线。该仿真结果是在参考设置的基础上，在网络模块设置相应的丢包率而得。
2.5 扰动 (Interference & Disturbance)
在系统分析与设计中，扰动也是要考虑的问题之一，它与系统规模、网络结构、通信方式、数据传输率和外部因素等有关。扰动有很强的随机性和不确定性，而且种类较多，常见的有阶跃、脉冲、斜坡、正弦和随机扰动等。在本例中，仅对扰动做简化处理。通过干扰节点来设置相关参数，即由Controller_init.m 文件、dummycode. m 文件和interfcode.m 文件对扰动信号进行调整。如果把Controller_init.m 文件中的Disturbance task 程序段隐去，dummycode. m 文件不作用，系统则是在不考虑扰动的影响下运行。interfcode.m 文件中的参数BWshare ，是用来设定扰动信号占网络带宽的百分比。在参考设置的基础上，对上述参数进行设置，仿真结果见图6。其中“No disturbance”曲线为参考线，是系统不考虑扰动时的情形，
“Bwshare=0.5”曲线是系统考虑扰动，并把BWshare 设为0.5，即扰动信号占网络带宽的一半时所得。“Bwshare ＝0.65”曲线为系统考虑扰动同时Bwshare 设为0.65
而得的。当然，参数设
定不同时得到的曲线也会不同，但是，该仿真结果说明以参考设置为基础，系统在当前的控制器作用下表现出一定的鲁棒性。
2.6 通信模式（Network Mode ）
TrueTime 支持的通信模式有CSMA/CD (以太网)、CSMA/AMP (CAN 网)、Round Robin (令牌总线网)、Switched Ethernet (开关以太网)和Wireless Network (无线网络)等。对不同通信模式的仿真是建立在2.5仿真的基础上，以“Bwshare=0.5”曲线为参考线，即同时考虑扰动对系统的影响，在网络通信模块的属性对话框中选择不同的通信模式而得。这里以CSMA/AMP 、Round Robin 和Switched Ethernet 为代表，仿真曲线见图7。其中“CAN”曲线与参考线相同。Switched Ethernet ，采用缓冲器（Buffer ）对网络中的信息进行存储转发，使得随机时延变成了固定时延，数据规模较小时会取得很好的效果，如“Switched Ethernet”曲线。当网络负载较大时，效果就不理想了。Round Robin 中节点是按顺序发送数据的，有一个固定的平均时延，重载时可以高效率的工作，轻载时也要花费一定的平均时延，效率较低，所以与CSMA/AMP 和Switched Ethernet 相比振荡较大，见“Round Robin”曲线。当系统以CSMA/CD 模式仿真时，出现失稳。当BWshare 不大于0.4时，系统稳定性较好。这主要是因为，CSMA/CD 采用退避策略，时延有很强的随机性，对系统的性能影响较大。
2.7 调度 (Scheduling)
在NCS 中，调度是指系统节点在共享网络中发送数据出现碰撞时，规定节点的优先发送次序、发送时刻和时间间隔。网络调度的目的是尽量避免网络中冲突和拥塞现象的发生，从而减少网络诱导时延和数据包丢失率。目前，网络控制系统的调度方法主要包括基于优先级的调度方法，基于节点发送时间间隔的调度方法以及基于死区的调度方法等。基于优先级的调度方法主要有静态调度(Static Scheduling)和动态调度(Dynamic Scheduling)。在静态调度(又称离线调度)中，各节点任务的发送是预先确定的，如时限、计算时间、优先权关系和任务的释放时间等，如RM (Rate Monotonic)等。动态调度法(又称在线调度)是在NCS 运行中，决策网络资源的分配，根据任务的某些特性随时间的变化，动态地调整任务之间数据的发送顺序，如EDF (Earliest Deadline First)等。
TrueTime中预定义了多种任务调度策略共仿真选择，如固定优先级(Fixed Priority)、单调速率(RM, Rate Monotonic)、截止期单调(DM, Deadline Monotonic)和最小截止期优先(EDF, Earliest Deadline First)等。在考虑采样周期T=10ms、总时延τ＝1.4ms、丢包率lp=0.1、扰动及Bwshare=0.5的情况下，以CSMA/AMP通信模式为基础，对不同的调度策略进行仿真。由于网络中存在扰动、时延等各种不确定性因素，仿真所得曲线在每个周期中会有差别。因篇幅所限，图8中仅显示了一个周期的曲线。对仿真结果进行比较，可以得出结论，在同一个网络环境下，采用不同的调度算法时，系统的性能也各有差别。在简单网络中，固定优先级和截止期单调调度算法效果较佳，单调速率和最小截止期优先算法所得的曲线振荡较大。在实际应用中，可以根据网络的具体情况综合考虑通信网络和控制系统的特性，选择相适应的调度算法，有效利用网络通信资源，使得系统性能达到最优，实现NCS的控制目标(平稳性、快速性、准确性)。
3结束语
本文以NCS仿真模型为基础，用TrueTime工具箱综合研究网络通信模式、信息调度方法、数据通信率、数据包丢失率、网络诱导时延等因素对系统稳定性的影响，给出了相应的分析和仿真结果，对深入理解和研究NCS有一定的帮助。结果表明TrueTime可以用来方便地研究网络调度协议等对控制系统性能的影响，实现网络调度与系统控制的结合研究。另外，在Truetime中还可以得到输入波形图和网络、传感器调度图等，篇幅所限，不再多述。仿真也存在模型简单，网络复杂度低等缺点，还需做进一步的研究。
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Simulation and analyses to the effect on performance of
NCS due to scheduling etc.
Wang Pingfu1，Qiu Zhanzhi1，Guo Shujie2
1. Software Technology Institute，Dalian Jiaotong University，Dalian，Liaoning（116052）
2. the command and control center of the 91,550 troops，Dalian，Liaoning (116032)
Abstract
This paper analyzes the effect on performance of NCS due to the indetermination factor, such as induce-time delay, interference, packet drop-out, sampled period etc. and network mode, scheduling. Furthermore, the simulation results and the conclusions concerned are provided, which shows the effectivity of truetime in realtime simulation to NCS. There are a lot of favor to deeply understand the NCS and the further work.
Keywords：Networked Control Systems (NCS)；TrueTime；simulation and analyses
作者简介：
王平福（1975-），男，硕士研究生；
邱占芝（1960-），女，教授，硕士生导师，通讯联系人。
《计算机操作系统原理》课外上机 实验报告 题目：实验名称：进程调度算法的仿真实现 组长主要任务: 1.总体数据结构设计； 2.进程调度算法过程构架分析； 3.优先级算法静态优先级抢占算法； 4.动态优先级算法编写； 5.算法测试分析； 6.使用手册撰写。 组员主要任务: 1.总体数据结构设计； 2.进程调度算法过程构架分析； 3.进程创建算法编写； 4.时间片轮转法算法编写 5.用户界面编写； 6.实验报告撰写。 一、实验目的 1.仿真进程并发的调度环境，设计和实现PCB控制块、进程创建、进程切换、进程并发、进程阻塞和进程调度的算法 2.掌握进程调度的优先权法、时间片轮转法和多级反馈队列算法的实现 3.强化算法设计和数据结构。 二、核心设计思路及实现内容 1.利用随机数产生进程，创建PCB类的数组对象； 2.建立等待序列将创建好的PCB数组放入等待序列； 3.当进程的进入时间小于等于模拟的系统时间时，将该进程从等待序列进入就绪队列，并 将就绪队列内的进程按随机生成的优先级进行排序； 4.静态优先级算法：优先级高的进程优先的进入； 5.动态优先级算法：与静态优先级算法相类似，增加一个优先级减少的算法，优先级高的 进程优先的进入； 6.时间片算法：根据随机的优先级，确定时间片执行进程，就绪队列队头进入到运行态， 在时间片内不能完成的进入就绪队列，时间片未完成的插入到就绪队列队尾，时间片完成的从运行队列中删除。 三、数据结构及操作函数设计 1.总体数据结构：
class PCB( ) { public PCB(){} //构造函数 public PCB(ID){} //重载构造函数 public PCB(ID ，Priority ，in ，Alltime ，State){} //重载构造函数 } public partial class 进程调度 { //队列初始化 public 进程调度仿真() ; //用户界面 private void button_Click(); //按钮动作函数 private void AddListViewItem(); //输出显示窗口 private void staticPriority(); //静态优先级函数 private void ActivePriority(); //动态优先级函数 private void TimePiece(); //时间片轮转调度算法函数 } 2.模块 ①PCB 类：进程控制模块的类，类中包含进程名（ID ），优先级（priority ），进入时间（In ）， 入运行队列 占 时间从运行队列中删除。
———————————— 基金项目基金项目：：国家自然科学基金资助项目(61163009, 61163010)。 作者简介作者简介：：张学军(1977－)，男，讲师、博士研究生，主研方向：服务计算，服务仿真；闫光辉、胡晓辉，教授。 收稿日期收稿日期：：2013-05-29 修回日期修回日期：：2013-07-21 E-mail ：zxjly1_new@https://www.doczj.com/doc/842166531.html, 一种环境感知的一种环境感知的仿真服务调度模型仿真服务调度模型 张学军张学军，，闫光辉闫光辉，，胡晓辉 (兰州交通大学电子与信息工程学院，兰州 730070) 摘 要：针对传统分布式仿真框架HLA/RTI 中动态调度负载平衡较差、执行可靠性较低的问题，提出一种基于环境感知的仿真服务调度模型C3SM 。C3SM 模型包含总体结构、调度策略和服务部署。总体结构规定各个模块的功能与交互接口，调度策略采用改进的蚁群算法进行仿真服务的动态调度，服务部署采用重叠覆盖部署策略以保证较好的服务可用性和较低的资源消耗。仿真实验结果表明，与传统分布式仿真框架HLA/RTI 相比，C3SM 模型通过实时获取执行环境的上下文信息，能够获得较优的负载平衡度，且重叠覆盖的仿真服务部署策略使得仿真运行系统的可靠性明显提高。 关键词关键词：：环境感知；高层体系结构；分布式仿真；Web 服务；蚁群算法；仿真服务调度 A Context-aware Simulation Service Scheduling Model ZHANG Xue-jun, YAN Guang-hui, HU Xiao-hui (School of Electronics and Information Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China) 【Abstract 】In order to address the problem of traditional distribution simulation framework HLA/RTI with respect to poor load balancing performance in service dynamic scheduling and low reliability of service execution, this paper proposes a Context-aware Simulation Service Scheduling Model(C3SM), which includes general framework, scheduling strategy and service deployment. The framework provides the functions and interaction interfaces of each module. For the scheduling scheme, a modified ant colony algorithm is used to achieve optimum load balancing and system reliability. Moreover, the overlapped coverage deployment strategy is adopted to obtain the high service availability and low resource consumption in the service deployment. Experiments are carried out on performance comparisons between the traditional HLA/RTI and C3SM in the scheduling strategy and the reliability of service performing, the results show that C3SM can obtain good load balance with the real-time context information of the execution environment, and the overlapped coverage simulation service deployment scheme greatly improves the reliability of the simulation execution system. 【Key words 】context-aware; High Level Architecture(HLA); distributed simulation; Web service; ant colony algorithm; simulation service scheduling DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2014.03.019 计 算 机 工 程 Computer Engineering 第40卷 第3期 V ol.40 No.3 2014年3月 March 2014 ·体系结构与软件技术体系结构与软件技术·· 文章编号文章编号：：1000-3428(2014)03-0093-06 文献标识码文献标识码：：A 中图分类号中图分类号：：TP391.9 1 概述 随着计算机与信息技术的飞速发展，计算机仿真技术在智能交通、航空航天、生物、通信等领域得到了广泛的应用和研究。由于计算机仿真所涉及的问题越来越复杂，仅靠单个仿真系统已无法满足实际仿真需求。目前多种智能手持设备快速发展，具备了较强的计算能和通信能力，可以将多种手持设备与传统的服务器或PC 一起构成一个分布式、异构的智能仿真建模和运行环境。 高层体系结构(High Level Architecture, HLA)是分布式仿真领域的一个软件架构标准，它解决了仿真应用之间可交互性和模型在不同领域重用性的关键问题[1] 。但是，HLA 在应用中存在许多不足：(1)由于存在多个运行时基础设施(Runtime Infrastructure, RTI)厂商，不同厂商的RTI 基于特定的计算机平台与编程语言，互操作性和跨平台能力有限；(2)RTI 在运行时会受到防火墙的限制，使仿真任务无法正常运行；(3)RTI 对系统的容错性支持不足，单一联邦的失效会导致整个仿真任务的失败。 Web 服务(Web service)是一种面向服务的分布式计算模式，具有良好的平台异构性和语言独立性特点，可以与其他分布式计算技术相结合，且其请求和响应不受防火墙限制。因此，可以考虑将Web 服务和HLA 进行结合，克服HLA 的不足，进而构建一个具备一定冗余度的可靠分布式仿真系统。
一种车间生产调度仿真的优化方法 作者：梁吉霖 来源：《沿海企业与科技》2006年第12期 ［摘要］文章以制造企业的生成调度为研究背景，提出了一种针对车间生成调度的离散型仿真方法。通过讨论车间调度仿真的主要原理、方法和运用表现，给出了车间生成仿真调度的业务流程和实现方法，并在某企业中试用运行。 ［关键字］仿真；算法优化；生成调度；离散型 ［作者简介］梁吉霖，广东工业大学计算机学院助教，研究方向：软件工程，算法设计，广东广州，510090 ［中图分类号］ TH18［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-7723（2006）12-0091-03vv 引言 最近十几年来，随着CIMS等先进制造系统的研究和应用的需要，进一步推动了制造系统技术的发展。一种新的制造观——信息制造观，正在孕育和发展之中。新的信息制造观的主要思想是，制造过程的实质可看作是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、处理和加工处理的过程，最终形成的产品是信息的物质表现。在新的信息制造观的指导下，本文结合企业个案的应用，论述仿真技术在制造企业车间生产调度优化中的应用。 一、车间生产的仿真调度 制造系统的生产调度问题是在制造资源、加工工艺等约束条件下，寻求一组控制和决策变量，使得某个目标达到或接近最优。数学规划方法用一组等式或者不等式表示这种约束关系，通过推导和计算确定使目标函数最优的决策变量值，具有很好的优化效果。但当调度问题比较复杂时，数学模型可能非常复杂，计算量大，也可能出现无解的情况。这时候，仿真调度是一个不错的并且较为实用的解决方案。 由于在竞争激烈的市场环境中，一个重要的调度环境是动态的，并且需要不断的完善，本文将离散事件的仿真模型运用到动态调度当中，构建一个基于仿真的调度模块，主要由两个子模块组成：仿真机制和响应控制。仿真机制是针对零件群和评价指标，衡量各种分派规则并选择出最合适的一种分派规则；响应控制可以周期性地监视系统的运行状态，并决定新的仿真开始的时刻。仿真调度模块在数据仓库的基础上，结合联机分析处理，进行车间生产优化调度。 二、仿真调度的原理
新疆大学 实习（实训）报告 实习（实训）名称：调度自动化实训学院：电气工程学院 专业、班级：电气 指导教师： 报告人： 学号： 时间：2015年1月日
主要目的及内容： 1）熟悉了解调度仿真软件的功能及用途； 2）熟悉掌握变电仿真系统仿真界面的使用； 3)掌握变电仿真软件教员端、学员端的使用； 4)调度仿真教员的启动与退出； 5)调度仿真系统Mopen2000仿真界面的认识与学习； 6)熟悉及掌握对电力系统设备的操作。 主要收获体会： 经本次调度自动化软件的学习，不仅让我学会了该软件的基本操作，还通过老师的答疑以及同学之间的讨论，学会分析和解决问题，当面对一连串的图形符号时，不再是一头雾水，知道从哪分析，该怎么分析，以及发生故障时给怎么解决。从软件描绘实践，在不久的将来走上工作岗位的我们，会因此而收获颇多。 存在的问题： 对软件的熟悉程度不够，有时会误操作。 指导教师意见： 指导教师签字： 2015 年 1 月日 备注：
1 调度自动化仿真软件认识 1.1 调度自动化仿真软件功能 主菜单栏含有以下几个菜单：文件、表格、编辑、查看、实用例程、输入参数、帮助等功能。 1.1.1 文件菜单功能 用鼠标点击“文件”按钮，弹出下拉式菜单： ⑴新文件：产生新的数据库文件，在工具栏中其快捷方式为： ⑵打开文件：打开一个已有的数据库文件，在工具栏中其快捷方式为： ⑶保存文件：将数据库文件存到磁盘上，如果该数据库文件已经存在，则覆盖； ⑷保存为：将数据库文件重新命名存到指定的磁盘上； ⑸打印表格：打印显示的数据库表格；
1．2 表格菜单功能 用鼠标点击表格按钮，弹出下拉式菜单： (1) 列表表格：显示TTS实施数据库的各关系表，在工具栏中其快捷方式为： 显示的具体内容如下所示： 点击表名可以显示相应表的详细纪录 (2)显示下一个表格：显示当前表格的下一表格，在工具栏中其快捷方式为： (3)显示上一个表格：显示当前表格的上一表格，在工具栏中其快捷方式为：
文章编号:100021506(2002)0420083205 动态潮流模型在电网调度仿真系统中的应用 郎 兵 (北方交通大学电气工程学院,北京100044) 摘 要:介绍了电网调度仿真系统中动态潮流计算模型的原理及算法,给出了潮流计算方法及 相应算例,并得出了相关结论. 关键词:动态潮流;停运功率;流程图中图分类号:TM71,TM744 文献标识码:A R esearch on Dynamic Load Flow Model for Pow er System Dispatcher T raining Simulator L A N G B i ng (College of Electrical Engineering ,Northern Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) Abstract :The paper introduces the principle and algorithm of dynamic load flow model for power system dispatcher training simulator .The flow chart for dynamic load flow is given ,and correla 2tive conclusion is presented. K ey w ords :dynamic load flow ;outages power ;program chart 电力系统潮流计算模型是电网调度仿真的基础,它直接影响到仿真机的内在质量,由于电网调度仿真要求模拟出电网在各种不同运行方式下(如节点注入功率的改变、支路的增加或减少等)的潮流分布情况,所以就要求该潮流计算模型应具有很好的收敛性,并且计算结果也要符合电网的实际运行情况,同时为满足仿真过程中实时性的要求,该模型的收敛速度亦应很快. 本文详细介绍了仿真机电网调度仿真部分的潮流计算模型,该模型在收敛性、收敛速度、计算结果等方面均满足要求. 1 动态潮流概述 在电网各种不同运行方式中,节点注入功率的改变特别是节点注入停运将使系统节点有功、无功注入发生较大的变化.注入停运主要指发电机停运或负荷停运,注入停运的发生使系统功率出现严重不平衡,这不仅使节点电压、相位、系统潮流分布改变很大,而且还会引起系统频率变化和发电机有功调节装置动作.也正是由于注入停运使系统中出现较大的功率扰动,而使以往的潮流计算方法在计算这种情况下潮流时往往会出现收敛性差、计算结果与实际不相符的情况. 系统注入停运的潮流计算,首先要考虑停运后系统功率如何平衡,传统的潮流计算方法如牛顿—拉夫逊法、快速解耦法等[1],总是选取系统中的某一节点作为平衡节点,停运功率完全由平衡节点上的机组吸收,这样作往往会得到错误结果,计算出的平衡节点注入功率经常出现大于节点上平衡机的额定功率或向系统注入的负功率,这样处理方法显然不符合系统实际情况.系统实际运行情况是,当系统中某些大电源或大负荷停运时,由于系统中有一些机组具有备用容量,所以这些机组都有能力根据其自身的调节特性去 收稿日期:2001212227 作者简介:郎兵(1963— ),男,天津市人,副教授,硕士.em ail :blang @https://www.doczj.com/doc/842166531.html, 第26卷第4期2002年8月 北 方 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF NORTHERN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.26No.4 Aug.2002
西安理工大学 研究生课程论文/研究报告 课程名称：现代物流系统工程与技术 课程代号：030217 任课教师： 论文/研究报告题目：自动化立体仓库 出入库调度模拟仿真 完成日期：2014年4月20日 学科：机械电子工程
自动化立体仓库出入库调度模拟仿真 摘要 自动化立体仓库在现在的物流业中发挥着重要的作用，立体仓库在存储货物方面有其特有的优势，现在关于其货物调度原则及算法更是层出不穷，这都极大地提高了立体仓库的效率。本文应用了简单的出入库调度原则对自动化立体仓库的出入库进行了模拟。 关键词：自动化立体仓库；调度原则；模拟 Abstract Automated multi-layered storehouse plays an important role in today's logistics industry.Stereoscopic warehouse has its unique advantages in terms of goods storage.Nowdays,the scheduling principle and algorithm of goods is emerge in endlessly.All of that has Greatly improved the efficiency of the warehouse.Loading and unloading dispatch principle applied in this article,the automated multi-layered storehouse of in-out warehouse is simulated. Keywords：Automated multi-layered storehouse;dispatch principle; simulation.