突发流量自适应的 6TiSCH 网络分布式 PID 调度

工业物联网络6TiSCH通过对时隙跳频模式和IPv6协议的引入,在支持海量节点接入、确定性可靠传输以及低功耗运行方面优势明显。虽然6TiSCH操作子层的定义为用户自定义调度策略提供了规范化的调度执行过程,但在实际应用中仍面临不同应用场景的上层调度函数(即决策实体)个性化设计的问题。本文将控制理论引入确定性工业无线网络的资源调度应用中,将分布式节点间通信资源调控抽象为闭环控制问题,结合经典比例积分微分(proportional-integral-derivative, PID)控制算法,阐述基于PID控制理念的6TiSCH网络资源调度原理,设计面向突发流量场景的6TiSCH网络分布式PID调度算法,构建突发流量友好的上层调度函数。基于OpenMote-B的6TiSCH网络平台实验表明,所提方法支持流量需求动态变化的节点间通信资源的自适应调度,尤其对多种类型突发流量可以快速响应。     

单时频谱非负矩阵编码与解调的特征提取

非负矩阵分解(NMF)作为一种矩阵分解以及非线性维数约简工具,被广泛用于多样本振动时频谱的分解编码以及特 征提取,但单样本振动时频谱的 NMF 编码、尤其 NMF 分解向量与振动时频谱分量间关联关系尚缺乏探讨。 阐述了单时频谱编 码与解调的特征提取原理,重点分析了 NMF 对单时频谱基于部分的特征表示能力、单时频谱 NMF 基向量的带通滤波幅频特性 (BFAC)、以及 NMF 编码向量与时频谱分量的同步变化特性。 提出单时频谱 NMF 编码与解调的两种特征提取新方法,即基于 NMF 基向量的滤波解调和 NMF 编码向量直接解调,定义一种 BFAC 指数指标和基向量归一化的 NMF 编码优化迭代规则分别 用于 NMF 低维参数自适应选取和优化求解过程。 将所提方法用于仿真信号以及齿轮箱振动信号分析,6. 4 k 长度数据在给定 因子分解秩和 NMF 最大迭代 300 次终止条件设定下的特征提取用时约 3. 5 s,同时实现了对信噪比为-10 dB 仿真信号以及多 故障齿轮箱振动信号中故障特征的提取。