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1、Vol.38No.1华东理工大学学报(自然科学版)2012-02JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)95文章编号:1006-3080(2012)01-0095-07一种新的变采样周期策略在不确定负载NCS中的应用戴小溪,刘爱伦(华东理工大学信息科学与工程学院,上海200237)摘要:由于网络本身以及网络中应用节点的不确定性,使得网络控制系统工作在一个可变负载、开放、不稳定的环境中。为保证网络控制系统在可变负载的网络环境中稳定运行,提出了一种基于多输入多输出支持向量机(M
2、IMO-SVM)的变采样周期策略,根据网络负载的变化,动态地更新各控制回路的采样周期。仿真结果表明:该策略可以使可变负载的网络控制系统始终稳定运行,并且在提高网络控制系统控制性能的同时也提高了网络的可调度性。关键词:可变负载;多输入多输出;支持向量机;变采样周期中图分类号:TP273文献标志码:AApplicationofaNewVariableSamplingStrategyinUncertainLoadNCSDAIXiao-xi,LIUAi-lun(SchoolofInformationScienceandEngineering,EastChinaUniversityofS
3、cienceandTechnology,Shanghai200237,China)Abstract:Becauseoftheuncertaintiesinthenetworkitselfandtheapplicationnodes,NCSusuallyworksinavariableloads,openandunstableenvironment.ToensurethestabilityoftheNCSinapplication,thispaperpresentsastrategyofvariablesamplingperiodsbasedonmultipleinputandm
4、ultipleoutputsupportvectormachine(MIMO-SVM).Thisproposedstrategydynamicallyupdatethesamplingperiodofthecontrolloop,accordingtothenetworkloadchanging.SimulationresultsshowthatthispresentmethodmayensurethestabilityofNCSswithvariableloads,andenhancethescheduleabilityofthenetwork.Keywords:variab
5、leloads;MIMO;SVM;variablesamplingperiod网络控制系统(NetworkedControlSystem,网络负载的不确定。可变的网络负载使得控制系统NCS)通过共享网络资源对数据信息进行传输,往往运行在不可预期的、开放的环境中,设计合适的控制期望可使用的网络资源不发生变化,从而实现恒定算法或者采用合适的网络资源调度策略均能补偿和的网络服务质量来确保系统的控制性能。但实际上改善由于这种不确定性给系统控制性能带来的负面[1]NCS常常受到带宽资源的约束和不确定运行环境影响。Branicky等在已知运行环境下对控制回路的影响,例如确定性的实时通信和其
6、他非应用节点的采样周期进行重新调整,从而提高系统性能,但这[2-3]均会导致可适用带宽受限。另外,网络中应用节点只是一种静态优化。Velasco等分别采用了增数目的变化以及其他非周期性信息的传送也将导致广向量和线性规划的方法,以带宽管理的方式来动收稿日期:2011-06-29作者简介:戴小溪(1986-),女,湖南人,硕士生,主要研究领域为网络控制系统。E-mail:daixiaoxittp@163.com通讯联系人:刘爱伦,E-mail:liuailun@ecust.edu.cn96华东理工大学学报(自然科学版)第38卷态分配每个控制回路的带宽资源。Yi和Zhao是随着采样周
7、期的减小一直提高,当到达一定程度[4-5]等采用BP神经网络进行可适用资源的预测,从后,反而随着采样周期的减小而呈下降的趋势。这[6]而完成带宽资源的动态分配。王艳等利用网络监是由于NCS带宽的限制导致的。因为NCS的性能测器在线获取当前的网络带宽和网络传输误差,预不仅受到采样周期的影响,还受到网络运行性能的测出下一周期的网络带宽,然后利用网络带宽预测影响。当采样周期减小到一定程度后,更多、更频繁值和网络传输误差确定各控制回路的采样周期。上的数据传输会导致网络服务性能(QoS)的降低,即述基
