数控系统混合任务的关键调度算法研究及其对加工精度的影响规律分析

本项目主要针对高性能数控系统的任务在嵌入式实施中迫切需要解决的问题展开研究。为定量分析不同调度算法下任务的不确定性对加工误差的影响规律，采用基于数控系统模型的加工误差分析方法，建立数控加工过程的仿真模型。在此基础上，针对以CPU利用率为反馈量的实时调度算法在数控系统应用中存在的不足，同时考虑控制和实施两方面的因素，优化选择数控关键实时任务周期，提出了基于关键任务输出抖动的实时反馈调度算法。该算法通过满足数控混合任务集的可调度性和关键任务的抖动范围双重约束条件，从而减小因关键实时任务(如插补任务和伺服任务等)的不确定性引起的加工误差，以确保数控系统的性能。本项目的实施，可实现对有限资源的优化调度，提高系统资源的利用率，同时确保数控系统在控制器负载变化情况下关键实时任务的确定性，提升了系统的可靠性。项目研究对数控系统的嵌入式控制器实施问题具有重要的理论指导意义和良好的应用前景。

本项目主要完成如下：1）为定量分析不同调度算法下任务的不确定性对加工误差的影响规律，采用基于数控系统模型的加工误差分析方法，建立数控加工过程的仿真模型。2）在此基础上，针对以CPU 利用率为反馈量的实时调度算法在数控系统应用中存在的不足，同时考虑控制和实施两方面的因素，优化选择数控关键实时任务周期，提出了基于关键任务输出抖动的实时反馈调度算法。. 本项目的意义：该算法通过满足数控混合任务集的可调度性和关键任务的抖动范围双重约束条件，从而减小因关键实时任务( 如插补任务和伺服任务等) 的不确定性引起的加工误差，以确保数控系统的性能。本项目的实施，可实现对有限资源的优化调度，提高系统资源的利用率，同时确保数控系统在控制器负载变化情况下关键实时任务的确定性，提升了系统的可靠性。项目研究对数控系统的嵌入式控制器实施问题具有重要的理论指导意义和良好的应用前景。. 在本项目的资助下，发表论文34篇，其中：SCI论文12篇，EI论文22篇。