[發明專利]多信道通信控制系統的優化控制方法

無效

• 申請號: 201310380782.1
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103560899A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李金娜;曾靜;王亮
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L5/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

1.多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:

????(1)?基于多信道通信的數據包錯序建模：引入數據包偏移值的概念，給出刻畫多信道通信給數據包錯序的模型：

????a.采用時間戳技術記錄當前狀態；

????b.?對于每個信道，定義數據包的期望到達序列數，接收索引，根據偏移值=接收索引-期望到達序列數在線計算每個數據包的偏移值；

????c.?不失一般性，如果數據包在?時刻前，包括時刻未到達控制器或者已經丟失，假設其在時刻后按正常順序到達，接收索引比真實值多1；

????(2)?確保執行最新信號的網絡控制系統建模：

????a.?構建線性定常參數不確定系統，定義二次性能指標；

????b.?假設傳感器、控制器和執行器是時間同步，周期為，控制器至執行器不存在網絡，根據各通信信道數據包的偏移值，定義執行最新信號算子，設計控制器，獲得執行最新信號的離散NCSs模型；?

????(3)?基于Markovian?跳變特征的隨機系統建模：

????a.節點接收的最新信號可能服從某種概率分布，不妨假設多信道傳輸節點接收的最新信號服從Markov鏈，定義狀態轉移概率和信道隨機矩陣；

????b.定義切換信號與標量的向量值算子，獲得Markovian?跳變NCSs模型；

????(4)?基于自適應方式的實時在線控制器設計：

????a.?基于上述模型，重構性能指標；

????b.?充分利用被控系統當前狀態和滯后狀態信息，選取新的李雅普諾夫泛函；

????c.?基于李雅普諾夫穩定性原理及保性能優化控制方法，結合Markovian?跳變理論，基于在線統計的錯序知識，獲得保證系統隨機穩定的自適應控制率和控制性能上界，并且性能上界隨網絡動態變化時變；

????d.根據上述方法，針對確定性系統，設計在線自適應控制器，研究保性能控制；

上述構建能夠實現消除錯序對多信道通信的控制系統性能影響的目標，獲得具有錯序的多信道通信網絡控制系統性能實時在線優化的控制方法。

2.根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法不失一般性，如果數據包在時刻前，對于一個在采樣時刻之前，包括時刻，已經到達的數據包，如果偏移值不等于零，那么錯序已經發生，如果偏移值大于零，表明數據包來晚了；如果偏移值小于零，表明數據包來早了；如果偏移值等于零，此數據包按正常順序到底。

3.???根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法對于每個信道，定義數據包的期望到達序列數，接收索引，根據偏移值=接收索引-期望到達序列數,在線計算每個數據包的偏移值。

4.根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法定義如下關于數據包偏移值的算子,?保證系統執行最新的信號;

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5.??根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法提供信道隨機矩陣，?

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其中，第j列表示第j個通信信道，表示對于第j個通信信道，系統執行的最新信號為。

6.????根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法充分利用被控系統當前狀態和滯后狀態信息，選取新的李雅普諾夫泛函;基于李雅普諾夫穩定性原理及保性能優化控制方法，結合Markovian?跳變理論，基于在線統計的錯序知識，獲得保證系統隨機穩定的自適應控制率和控制性能上界。

7.???根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法擴展了傳統的實時性定義，實時性包括兩種含義：一是，有界的激勵響應時間，即傳統定義；二是，在控制輸入下，系統的穩定性和性能快速改。

8.???根據權利要求1所述的多信道通信控制系統的優化控制方法，其特征在于，所述方法控制根據時刻執行的最新信號適應調整，需要計算數據包的偏移值，這增加控制器的計算時間，對于有線NCS，有界的傳輸時延，并且，二次性能函數上界依賴矩陣和，在控制器作用下，保性能上界時變。