無線網絡化系統(tǒng)的控制與調度方法設計.pdf

1、無線網絡控制系統(tǒng)(WNCS)作為一個新興的研究領域，近年來受到越來越多關注。其研究成果被廣泛應用于軍事國防、工農業(yè)控制、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、防恐反恐、遠程控制等諸多領域。對于一個無線網絡控制系統(tǒng)，穩(wěn)定性是至關重要的問題之一。本文以確保無線網絡控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行為目標，對無線網絡控制系統(tǒng)的節(jié)點能量調度及控制器設計方法進行研究。
　　 首先，考慮到網絡誘導時延在WNCS中普遍存在，且時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響，將長時延無線網絡控制系統(tǒng)

2、建模為一類具有不確定參數的離散系統(tǒng)。結合Lyapunov方法，采用常見的線性矩陣不等式求解使系統(tǒng)保持穩(wěn)定的狀態(tài)反饋控制器，得到WNCS控制器的參數化設計方法。
　　 其次，在分析節(jié)點能耗的基礎上，給出采樣周期與生存時間之間的關系，并提出一種基于自適應采樣周期的能量控制方法。該方法利用當前已知節(jié)點剩余能量與能耗速率信息，實時預測節(jié)點的生存時間，在系統(tǒng)穩(wěn)定性和采樣周期可調度的雙重約束下，實時調整系統(tǒng)的采樣周期，延長節(jié)點生存時間。然后

3、考慮到存在系統(tǒng)采樣周期不可調度的情況，從平衡節(jié)點間能量消耗的角度出發(fā)，引入經濟學的市場模型，提出一種基于定價策略的傳輸任務分配協(xié)議，建立能量分配的市場模型。高能耗的節(jié)點通過協(xié)議將傳輸任務外包給低能耗節(jié)點執(zhí)行，從而降低節(jié)點能耗速率，延長節(jié)點生存時間，增加網絡生命周期，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行奠定基礎，達到節(jié)點能耗調度目的。
　　 最后，針對節(jié)點能量及控制器同時影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，從控制與調度協(xié)同設計的角度出發(fā)，將前文提出的基于自適應采樣周期的W