7. Cỏc kết quả mới sẽ đạt đƣợc của Luận ỏn
1.7.Kết luận Chƣơng 1
Ngày nay, nghiờn cứu về NCS đó trở thành một trong những chủ đề nghiờn cứu chớnh, nhiều hứa hẹn, nhiều thỏch thức trong giới hàn lõm cũng như trong cụng nghiệp và đó trở thành một lĩnh vực nghiờn cứu đa ngành cú độ phức tạp cao gồm: tự động húa, khoa học mỏy tớnh và mạng truyền thụng. Đỏnh giỏ về NCS là sự kết hợp của cỏc nguyờn lý, phương phỏp luận và cụng cụ để mụ hỡnh húa và điều khiển ở cấp cao cũng như điều khiển phõn tỏn qua mạng truyền thụng.
Nội dung của Chương 1 đó đưa ra một cỏi nhỡn tổng quan về NCS. Đõy là những nội dung quan trọng, cú ý nghĩa tớch cực trong giai đoạn hiện nay và cũng là những kiến thức cơ sở cần thiết cho việc nghiờn cứu cỏc Chương tiếp theo của Luận ỏn.
Về khớa cạnh tự động húa: đó trỡnh bày một cỏch ngắn gọn những kiến thức cơ bản về hệ thống điều khiển truyền thống và hệ thống điều khiển bằng mỏy tớnh, phõn tớch những mặt mạnh và mặt yếu của cỏc hệ thống điều khiển; phõn tớch những điểm khỏc biệt của hai dạng bài toỏn điều khiển quỏ trỡnh (bài toỏn dựa trờn mụ hỡnh hàm truyền đạt và bài toỏn dựa trờn mụ hỡnh khụng gian trạng thỏi), cũng như một số tham số quan trọng mà đó được đề cập nghiờn cứu trong nhiều thập kỷ qua, từ đú dẫn tới một kết luận là cỏc lý thuyết điều khiển cổ điển với nhiều giả thiết lý tưởng cần được xem xột và phõn tớch lại trước khi ỏp dụng vào NCS.
Về khớa cạnh mạng truyền thụng: đó trỡnh bày những đặc trưng cơ bản nhất về phương phỏp truy nhập đường truyền của mạng truyền thụng cũng như lĩnh vực nghiờn cứu về mạng CAN; những kiến thức cơ bản về giao thức điều khiển truy nhập đường truyền (giao thức MAC) của mạng CAN cũng đó được phõn tớch làm rừ.
Việc thờm một mạng truyền thụng (cú dõy hoặc khụng dõy) vào hệ thống điều khiển vũng kớn là một thỏch thức và cú độ phức tạp cao khi phõn tớch và thiết kế cỏc hệ thống điều khiển truyền thống. Do vậy, việc lựa chọn sử dụng cụng cụ nào để mụ phỏng đồng thời cho cả hệ thống điều khiển và hệ thống mạng là điều rất quan trọng và cần thiết. Phần mềm mụ phỏng chuyờn dụng TrueTime, một cụng cụ chạy trờn nền Matlab/Simulink dựng để mụ phỏng đồng thời cả hệ thống điều khiển và hệ thống mạng truyền thụng. Đõy là cụng cụ mà Luận ỏn đó sử dụng để tớnh toỏn thử nghiệm trờn mỏy tớnh nhỳng (Embedded PC) cho cỏc nội dung nghiờn cứu.
Dựa trờn những phõn tớch và khảo sỏt về cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu đó được cụng bố liờn quan mật thiết đến đề tài Luận ỏn, tỏc giả đó đề xuất một số hướng nghiờn cứu cải tiến mới của Luận ỏn với mong muốn khắc phục một số vấn đề cũn tồn tại trong NCS mà ngày nay cỏc nhà khoa học ở Việt Nam và trờn thế giới đang tập trung tỡm cỏch giải quyết. Một số vấn đề cũn tồn tại nờu trờn sẽ được nghiờn cứu chi tiết và làm rừ trong cỏc Chương 2, 3 và 4 của Luận ỏn.
33
CHƢƠNG 2: GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUY NHẬP ĐƢỜNG TRUYỀN SỬ DỤNG SÁCH LƢỢC ƢU TIấN LAI
CHO CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUA MẠNG CAN
2.1. Đặt vấn đề
Giao thức điều khiển truy nhập đường truyền (MAC protocol) của mạng CAN dựa vào việc so sỏnh mức độ ưu tiờn của cỏc nỳt mạng. Mỗi nỳt mạng cú một mức độ ưu tiờn duy nhất (tức là khụng cú hai hay nhiều nỳt mạng cú cựng mức độ ưu tiờn) được thể hiện thụng qua giỏ trị của trường ID trong thụng điệp truyền đi, mức độ ưu tiờn càng cao thỡ giỏ trị trường ID càng thấp. Cỏc nỳt mạng đồng thời muốn truy nhập đường truyền sẽ phải so sỏnh mức độ ưu tiờn thụng qua việc so sỏnh cỏc bit của trường ID từ bit cú chỉ số cao nhất (Most Significant Bit, MSB) đến bit cú chỉ số thấp nhất (Least Significant Bit, LSB). Do giỏ trị trường ID của mỗi nỳt mạng là duy nhất nờn sau quỏ trỡnh phõn xử chỉ cú duy nhất một nỳt mạng cú mức ưu tiờn cao nhất được phộp truy nhập đường truyền. Cỏc nỳt mạng khụng giành quyền truy nhập đường truyền phải đợi đến khi đường truyền rỗi và bắt đầu lại quỏ trỡnh phõn xử bằng việc so sỏnh cỏc bit của trường ID.
Giao thức MAC của mạng CAN sử dụng trong NCS hiện nay chủ yếu dựa vào sỏch lược ưu tiờn tĩnh (static priority), tức là mỗi nỳt mạng cú một mức ưu tiờn cố định (khụng thay đổi trong suốt quỏ trỡnh hệ thống làm việc). Việc sử dụng ưu tiờn tĩnh cú nhiều hạn chế do cỏc luồng dữ liệu trong NCS là đa dạng và cú yờu cầu về ưu tiờn truy nhập đường truyền thay đổi theo thời gian. Chương này sẽ phõn tớch và đề xuất một sỏch lược truy nhập đường truyền sử dụng cơ chế ưu tiờn lai (kết hợp giữa ưu tiờn động và ưu tiờn tĩnh) nhằm nõng cao QoS, từ đú nõng cao QoC cho cỏc hệ thống điều khiển qua mạng [22], [36], [37], [40].
Để làm rừ những điểm tớch cực của sỏch lược ưu tiờn lai (hybrid priority) so với sỏch lược ưu tiờn tĩnh, hai dạng bài toỏn điều khiển quỏ trỡnh khỏc nhau sẽ được thử nghiệm đú là: bài toỏn điều khiển động cơ điện một chiều dựa trờn mụ hỡnh hàm truyền đạt và bài toỏn điều khiển con lắc ngược dựa trờn mụ hỡnh khụng gian trạng thỏi. Hai tham số điều khiển khỏc nhau cũng sẽ được sử dụng đú là: sai lệch e và tớn hiệu điều khiển .u Cỏc bài toỏn ứng dụng này đều được tớnh toỏn thử nghiệm trờn mỏy tớnh nhỳng (Embedded PC) thụng qua phần mềm mụ phỏng chuyờn dụng TrueTime để kiểm nghiệm thuật toỏn đề xuất.