基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，包括以下步骤：对数控总线传输延时进行采样处理，得到马尔科夫状态转移矩阵、延时测量值均值向量以及马尔科夫延时估计值均值向量；抖动修正处理，获取测量值延时值向量，修正测量值延时值向量；计算下一通信周期马尔科夫延时估计值向量并更新延时测量值均值向量以及马尔科夫延时估计值均值向量。
【专利说明】基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及现场总线【技术领域】，具体的说是一种基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法。
【背景技术】
[0002]数控系统现场总线是用于实现数控装置、主轴单元、伺服驱动单元、I/O等部件之间数据实时通信的串行、数字化、多点、双向通信网络(如图1所示)，是实现全数字控制、简化设备连接、提高系统控制精度和可靠性的关键技术，具有高速、高实时性、高同步性、高可靠性等设计要求及运行特点。
[0003]但是在实际的数控总线系统中，由于受到电路的延时计数器晶振芯片精度、电路电源电压抖动以及电路工作温度变化等导致的时钟抖动，以及数据接收过程中以太网物理层所需要完成异步串行通信同步处理等，均将导致主站与从站之间在计算传输延时及时间同步过程中产生抖动误差。
[0004]当前，通过FPGA或者专用ASIC等硬件电路并通过计算处理通信延时的时间同步方式的数控系统现场总线系统中，其时间同步抖动精度一般能控制在Ius以内。该时间同步精度能够满足当前经济型数控控制系统控制加工过程中对时间同步性能的要求，但不能满足高档数控系统高速、 精密加工过程中对数控总线的时间同步性能的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种用于修正数控总线时钟同步抖动的方法，以实现传输延时测量值抖动误差的修正、提高数控总线时钟同步性能、满足高档数控系统的应用需求。
[0006]为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为:一种基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1:对数控总线传输延时进行采样处理，得到马尔科夫状态转移矩阵、延时测量值均值向量以及马尔科夫延时估计值均值向量；
[0008]步骤2:抖动修正处理，获取测量值延时值向量，修正测量值延时值向量；
[0009]步骤3:计算下一通信周期马尔科夫延时估计值向量并更新延时测量值均值向量以及马尔科夫延时估计值均值向量。
[0010]所述马尔科夫状态转移矩阵的计算方法为:
[0011]设数控系统从站个数为n，对数控总线各从站传输延时进行m次采样，则得矩阵S如下:
【权利要求】
1.一种基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:对数控总线传输延时进行采样处理，得到马尔科夫状态转移矩阵、延时测量值均值向量以及马尔科夫延时估计值均值向量； 步骤2:抖动修正处理，获取测量值延时值向量，修正测量值延时值向量； 步骤3:计算下一通信周期马尔科夫延时估计值向量并更新延时测量值均值向量以及马尔科夫延时估计值均值向量。
2.按权利要求1所述的基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，其特征在于，所述马尔科夫状态转移矩阵的计算方法为: 设数控系统从站个数为n，对数控总线各从站传输延时进行m次采样，则得矩阵S如下:
3.按权利要求1所述的基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，其特征在于，所述延时测量值均值向量和所述马尔科夫延时估计值均值向量的计算方法如下: 根据延时釆样矩阵S计算延时测量值均值向量μ和延时估计值均值向量μ ':
4.按权利要求1所述的基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，其特征在于，所述抖动修正处理过程为: 测量获取第k次通信测量值延时值向量S (k)，结合马尔科夫延时估计值向量S’ (k)对s(k)进行修正，得到传输延时修正值向量SlrGO:
5.按权利要求1所述的基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，其特征在于，所述计算下一通信周期马尔科夫延时估计值向量公式为:
S(k+l)=S(k).P 其中S (k+1)为马尔科夫延时估计值向量。
6.按权利要求1所述的基于马尔科夫链的数控现场总线时钟同步抖动修正方法，其特征在于，所述延时测量值均值向量和所述马尔科夫延时估计值均值向量的更新过程为:
【文档编号】H04L12/40GK103812741SQ201210460777
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2012年11月14日
【发明者】尹震宇, 杨东升, 刘荫忠, 邵新龙, 韩娟 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司