基于RBF神经网络PID控制的无线网络时延控制研究

针对不确定时延影响无线网络控制系统的控制性能、常规PID控制策略无法满足网络控制要求的问题,提出了一种基于RBF神经网络PID控制的无线网络时延控制方案。采用Matlab/Simulink的TrueTime工具箱建立了无线网络时延控制系统仿真模型,介绍了模型中网络模块、执行器模块、控制器模块的设计及RBF神经网络整定PID控制器参数的实现原理。仿真结果表明,与常规PID控制策略相比,RBF神经网络PID控制策略能够在一定程度上降低不确定时延对无线网络控制系统的影响,从而提高无线网络控制系统的稳定性。     

基于死区调度的无线网络控制系统保性能控制器设计

针对无线网络控制系统(WiNCS)中网络带宽有限、节点能量有限、网络冲突概率高和节点动态移动的特点,提出了基于系统误差的死区调度策略,即只在系统误差绝对值大于死区阈值时才进行控制量的计算和传输.将死区调度描述为一个非线性函数,并在考虑系统参数不确定性和网络诱导时延的情况下,建立了基于死区调度的无线网络控制系统模型.利用Lyapunov-Krasovskii方法,给出了保性能控制器的设计方法.仿真实验结果表明所提方法在保证控制性能的基础上有效地降低了控制器的数据传输率.     

基于TrueTime的无线网络功率控制系统

介绍一种基于Matlab/Simulink的联合仿真工具——TrueTime工具箱,利用该工具箱,并以直流电机为对象,建立一个无线网络控制系统的仿真模型。通过对路径损耗函数的研究,得出信号传输的最远距离。仿真实验结果表明,在信号传输的最远距离内,降低节点的发射功率,可实现对无线网络控制系统节点的功率控制。     

认知Wi-Fi 2.0 无线网络多用户动态分层功率控制算法

具有认知性、自主性和适变性等特点的认知Wi-Fi 2.0无线网络技术,作为提高无线网络容量的重要技术不断引起学术界、标准组织和工业界的关注.针对现有功率控制技术不能刻画多个认知节点存在分层决策的现象,提出一种认知Wi-Fi 2.0无线网络中多用户动态分层功率控制算法.基于提出的斯坦科尔伯格(Stackelberg)容量最大化博弈模型,为认知Wi-Fi 2.0无线网络中感知信息不对称的多用户分别设计了分布式功率控制方法,实现领导者用户和跟随者用户的多阶段动态交互在保证个体效用的同时实现网络整体性能.该算法根据当前认知Wi-Fi 2.0无线网络中多个认知节点接入频谱顺序的不同,确定领导者用户和跟随者用户;然后,对于领导者和跟随者分别采用不同的功率控制策略,并多次交互实现多用户分层算法的动态交互收敛.蒙特卡洛仿真验证了算法的有效性.     

无线网络控制系统的Fuzzy-PD控制器设计与仿真

基于网络控制仿真软件TrueTime以及Matlab/Simulink环境构建了一个无线网络控制系统仿真模型,对系统模型和控制策略进行了仿真实验;设计了一种Fuzzy-PD控制器,提出了一种无线网络控制器参数离线优化的方法,即利用ITAE作为重要参考指标对Fuzzy-PD控制器进行离线调整,通过调整Fuzzy-PD控制器的转换参数改善控制器在不同网络带宽占用率下的控制性能。仿真结果验证了Fuzzy-PD控制算法优于传统的PD控制算法和Fuzzy控制算法。     

基于Matlab环境的网络控制系统仿真平台

网络控制系统NCS(NetworkedControlSystem)是一种分布式实时控制系统,网络控制系统的设计与研究涉及系统控制与网络调度两个方面,目前集成的控制与调度仿真工具很少。该文对网络控制系统的仿真平台进行了分析,给出了Matlab构建的网络控制系统框架,分析了网络控制系统仿真模型,介绍了一种基于Matlab的网络控制系统的理想仿真工具TrueTime。     

Ad Hoc网络中SWAN模型改进及其仿真研究

SWAN是AdHoc网络中的一种无状态网络协议,利用分布式控制算法来传递分类服务。这种QoS模型把数据业务分为两类进行不同处理,即对尽力而为的UDP和TCP业务采用速率控制的策略而对实时的UDP业务采用基于源节点的接纳控制策略。然而现有模型在路由模块采用普通的路由协议,导致了路由和对整个路径资源探测两个过程分离开来;在接纳控制模块仅仅区分了节点间的业务而没有区分相同节点间的不同业务。该文针对这一问题对现有模型的修改主要体现在两个方面:(1)在路由模块用QoS路由替换了原有普通路由协议,路由和整个路径资源探测由QoS路由完成,从而减少了实时业务等待发送时间;(2)针对SWAN首次提出了基于数据流的服务,并且在接纳控制模块进行了相应修改。最后的仿真中表明了该文的修改是有效的,提高了模型的性能。     

一种适用于无线传感器网络的功率控制MAC协议

功率控制技术通过减少节点的发射功率来降低能耗,但节点间不对称的发射功率会增加网络的冲突概率并降低吞吐量.根据实际环境中的节点部署情况,引入了基于Pareto分布的系统模型.研究了传感器网络中功率控制技术在节省能量方面的性能,提出了一种基于SMAC(sensor-MAC)可适用于无线传感器网络的功率控制MAC(media access control)协议.此协议使用功率控制调度算法选择最优相邻节点,使网络中节点的拓扑连接得到优化,在保证网络连通性的同时,降低通信的冲突率,扩大网络的吞吐量.信息的传递以最优功率发射,并使通信节点具有反作用冲突节点的能力,从而在降低网络能耗的同时保证了节点间通信的公平性.实验仿真结果显示,与现有的几种重要方案相比,新的功率控制MAC协议使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间.     

无线传感器和执行器网络控制系统设计与仿真

无线传感器和执行器网络通过无线网络(ZigBee)将传感器和执行器与控制器相连,完成分布式传感和执行任务。针对无线网络传输和被控对象延时的不良影响,首先详细介绍了基于TrueTime 2.0的无线网络控制系统在Windows 7和Matlab R2010b环境下的搭建,给出了系统的仿真模型。对控制器节点分别采用常规PID控制和模糊PID控制算法进行仿真研究。仿真结果表明,对于存在延时环节的无线网络控制系统,模糊PID控制可以取得较好的控制效果,系统鲁棒性较强。该研究对物联网智能家居系统的设计具有一定参考价值。     

无线体域网低能耗功率控制与分布式调度算法

传输能耗在无线体域网的能耗中占比最大,降低传输能耗的核心是解决2个问题:传输时隙到来时选择哪个节点传输和所选节点以何种功率传输.针对前者现有调度算法忽视网络公平性要求的局限性,提出了一种包含公平性指数的分布式调度算法;针对后者当前功率控制算法采用固定函数模型的局限性,设计了一种基于比例—积分—微分的单输出神经网络(SPIDNN)自适应网络功率机制动态调整无线体域网中传感器节点的发射功率控制方法.仿真实验表明:相对其他方案,方案在保证网络公平性的前提下,降低了能量消耗.     

基于稀疏Ad hoc网络环境的链路预补偿算法研究*

着重研究在通信链路易中断的稀疏Ad hoc网络环境中的数据传输问题。提出了链路预补偿算法,首先给出了关键节点的定义与探测算法,然后给出了功率补偿算法,通过增大补偿节点的功率,增强关键节点周围的连接度,进而提高数据的接收率和吞吐量;并且在NS2模拟器中,对该算法搭建仿真平台进行了性能评估。仿真结果表明,链路预补偿算法能够提高网络的吞吐量和数据接收率。     

WSNs中基于PMP的多SINK节点布局研究与实现

针对sink节点可布置的无线传感器网络应用,提出了一种基于PMP模型的多sink节点布局策略.该策略在桌面电脑上计算出sink节点的最优位置集来指导sink节点的布局.本文使用该策略结合一种启发式算法实现了无线传感器网络的仿真布局.仿真结果表明,该布局策略能够有效降低无线传感器网络的能量消耗,提高网络服务效率,延长网络的生存期.     

无线传感网络的冲突感知MAC协议研究

无线传感网络是事件触发的网络，其中包含大量的节点。提出了同源冲突和非同源冲突的概念：将同一事件触发多个节点动作称为同源冲突；不同事件触发的多个节点动作称为非同源冲突。这两种冲突都会造成网络数据流量的下降和节点能量的浪费。因此，需要在现有无线传感的MAC层协议的基础上，实现MAC层的冲突避免。使用筛选和功率控制思想设计了冲突感知MAC协议CAMAC，详细论述了CAMAC对不同类型冲突的处理原理，使用NS进行仿真，并给出了仿真结果。     

基于BP神经网络的系统级电源管理算法

在深入研究目前国际上比较流行的几种系统级电源管理（PM）算法的基础上，利用BP神经网络的非线性映射能力，提出基于BP神经网络的、对任务之间相互间隔时间也就是系统空闲时段的长度进行自适应学习的BPPM算法，具有传统回归PM算法不可比拟的优点。仿真实验表明引入神经网络的电源管理算法较之传统PM算法大大降低了系统级功耗。实现了在不需要建立系统模型、无需预先获得负载统计特性的前提下，通过从系统正常工作产生的数据中不断学习，使系统具有自适应、高效的电源管理能力，以达到降低系统功耗、提高器件可靠性、延长工作寿命的目的。     

能量均衡的低功耗有损网络路由协议

针对目前低功耗有损网络路由协议（RPL）中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL（EB-RPL）。首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能。仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4%和39.4%的平均网络生存时间。EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间。     

Neuro-fuzzy generalized predictive control of boiler steam temperature

Power plants are nonlinear and uncertain complex systems.Reliable control of superheated steam temper-ature is necessary to ensure high efficiency and high load-following capability in the operation of modern power plant.A nonlinear generalized predictive controller based on neuro-fuzzy network(NFGPC)is proposed in this paper.The proposed nonlinear controller is applied to control the superheated steam temperature of a 200MW power plant.From the experiments on the plant and the simulation of the plant,much better performance than the traditional controller is obtained.     

Neuro-fuzzy generalized predictive control of boiler steam temperature

Power plants are nonlinear and uncertain complex systems. Reliable control of superheated steam temperature is necessary to ensure high efficiency and high load-following capability in the operation of modern power plant. A nonlinear generalized predictive controller based on neuro-fuzzy network (NFGPC) is proposed in this paper. The proposed nonlinear controller is applied to control the superheated steam temperature of a 200MW power plant. From the experiments on the plant and the simulation of the plant, much better performance than the traditional controller is obtained.     

基于NS2的认知无线电网络模型

针对NS2对多接口、多信道网络协议的模拟支持薄弱的问题,提出一种基于NS2的认知无线电网络模型,通过对网络整体框架的修改以及功能的拓展,使NS2不仅支持多接口、多信道,而且可以进行功率控制和认知无线电网络的模拟,并具备通用性。仿真实例证明了该方案的有效性。     

基于正态分布的传感器网络低功耗路由研究

作为一种新型的无线自组网络,传感器网络在环境与军事监控,地震与气候预测等许多方面都具有广泛的应用前景。由于在敌意或恶劣环境下,节点的能量无法补充,因此,研究如何延长整个传感器网络的寿命具有重要意义。基于传感器节点的正态分布模型,提出了一种低功耗路由协议,新协议采用“分簇”与“分环”技术,相邻环中的同簇节点之间利用单跳进行路由,从而使得所有的节点能量均匀消耗。理论分析与实验测试结果表明,新协议能有效延长整个传感器网络的生命周期。     

An Adaptive Wireless Power Sharing Control for Multiterminal HVDC

Power sharing among multiterminal high voltage direct current terminals (MT-HVDC) is mainly developed based on a priority or sequential manners, which uses to prevent the problem of overloading due to a predefined controller coefficient. Furthermore, fixed power sharing control also suffers from an inability to identify power availability at a rectification station. There is a need for a controller that ensures an efficient power sharing among the MT-HVDC terminals, prevents the possibility of overloading, and utilizes the available power sharing. A new adaptive wireless control for active power sharing among multiterminal (MT-HVDC) systems, including power availability and power management policy, is proposed in this paper. The proposed control strategy solves these issues and, this proposed controller strategy is a generic method that can be applied for unlimited number of converter stations. The rational of this proposed controller is to increase the system reliability by avoiding the necessity of fast communication links. The test system in this paper consists of four converter stations based on three phase-two AC voltage levels. The proposed control strategy for a multiterminal HVDC system is conducted in the power systems computer aided design/electromagnetic transient design and control (PSCAD/EMTDC) simulation environment. The simulation results significantly show the flexibility and usefulness of the proposed power sharing control provided by the new adaptive wireless method.