[發明專利]一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法

有效

• 申請號: 202010710311.2
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111812970B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 符強;董興波;孫希延;紀元法;任風華;郭寧;付文濤
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 張學平

本發明公開了一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，首先將三維粒子群中的每組粒子初始化；接著利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值；然后獲取PID控制器控制參數的解集范圍并初始化種群，并利用指定的適應度函數計算出的每個粒子的適應度值，同時利用改進后的粒子群算法計算出敏感粒子對應的迭代適應度值，直至達到設定的同步精度，得到對應的優勢個體和PID控制器控制參數值后，根據PID控制器控制參數值得到優化后的時鐘偏差值，并結合卡爾曼濾波對時鐘飄移和時鐘偏差進行濾波，同時結合獲取的多個不確定度，并利用雙補償卡爾曼濾波對得到的雙補償表達式進行預測和補償更新，提升系統穩定性。

技術領域

本發明涉及無線傳感網絡技術領域，尤其涉及一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法。

背景技術

在通信技術大規模發展的今天，無線通信網絡在越來越多的領域，如軍事戰場環境數據的采集、生態系統的測定等，得以廣泛應用。它的管理模式其實并不復雜，即在一定的地理區域內，分布著一些網絡客戶節點和網絡管理節點，它們之間進行消息的交互，以此完成網絡管理。在測試系統中引入分布式無線網絡的方法，也更好的解決了因地理位置而局限的測試系統測量困難的問題。

IEEE1588協議從21世紀初制定發展到現在，歷經十幾年的應用和發展，在有線網絡領域得到了廣泛應用。其中智能電網是較為典型的應用場景，該協議的加入有效提高了變電站時鐘同步的精度。同時，分布式無線網絡時鐘同步也有了新的研究思路，這都得益于IEEE1588協議的出現及發展。經驗證通過算法的改進，或進行節點硬件結構的重新設計，都可使分布式無線網絡的時鐘同步精度達到納秒級。只有整個分布式無線網絡系統有統一的時間基準，并且每一級節點都維持在這一基準上，才能協作完成更多相應的任務。時鐘同步問題可以被認為是多智能體系統控制問題中的基本及首要問題，因為除利用Petri網等原理進行建模、分析、綜合設計的事件觸發型離散控制系統外，大多數多智能體系統的系統狀態及輸出是按時間序列進行變化的。但目前的時鐘同步精度低，導致系統穩定性降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，提升系統穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于IEEE1588協議的雙補償時鐘同步方法，包括：

將三維粒子群中的每組粒子初始化，并利用對應個體值對被控對象進行控制；

利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值；

根據所述適應度值對種群參數進行迭代更新，直至達到設定的同步精度，得到對應的優勢個體；

根據PID控制器控制參數值得到優化后的時鐘偏差值，并結合卡爾曼濾波對時鐘飄移和時鐘偏差進行濾波，完成對系統的預測和補償。

其中，利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值，包括：

獲取相鄰兩次粒子迭代過程中的第一次迭代記憶的個體優勢位置，并與獲取的環境因子相乘后，分別計算出相鄰兩次迭代產生的記憶適應度值和實際適應度值。

其中，利用獲取的環境因子對粒子群算法進行改進，得到對應的每組個體的適應度值，還包括：

若所述實際適應度值小于或等于所述記憶適應度值，則將第二次迭代得到的優勢位置作為所述粒子第二次迭代的個體優勢位置；

若所述實際適應度值大于所述記憶適應度值，則將第一次迭代得到的個體優勢位置與所述環境因子的乘積作為所述粒子第二次迭代的個體優勢位置。

其中，根據所述適應度值對種群參數進行迭代更新，直至達到設定的同步精度，得到對應的優勢個體，包括：