WiNCS的信号差值死区调度H∞控制策略

本文主要探讨了无线网络控制系统（WiNCS）中的一种创新方法，即基于信号差值的传输死区调度策略，并结合 Hv ∞ 控制理论来优化系统的性能。作者通过设置传感器和控制器之间的传输死区，有效减少了网络冲突和节点能耗，同时建立了一个包含时延区间概率分布信息和参数不确定性的WiNCS模型，设计了 Hv ∞ 控制器。通过半实物仿真实验验证，该方法能在保证系统渐近稳定性的同时显著降低传感器和控制器的网络流量。 在无线网络控制系统中，网络带宽和节点能量是两个重要的限制因素。传统的WiNCS可能会因为频繁的数据传输而导致网络拥堵和能量消耗过大。为解决这些问题，研究者提出了基于信号差值的传输死区策略。这个策略意味着只有当传感器信号变化超过某个阈值（差值）时，才会发送更新的信息到控制器，从而避免了不必要的数据传输，降低了网络冲突的可能性，同时也节约了节点的能源。 建立一个包含时延区间概率分布信息的WiNCS模型是设计 Hv ∞ 控制器的关键步骤。时延是WiNCS中普遍存在的问题，因为它可能导致系统性能下降甚至不稳定。通过对时延区间进行概率建模，可以更准确地反映网络传输中的不确定性。此外，考虑参数不确定性是为了适应系统可能存在的各种不确定性因素，如模型简化误差、环境干扰等。 Hv ∞ 控制是一种优化控制理论，其目标是在保证系统稳定性的前提下，最小化从扰动到输出的传递函数的无穷范数，从而限制系统对干扰的敏感度。在这个特定的应用中，设计的 Hv ∞ 控制器能够有效地抑制由网络时延和不确定性引起的系统性能退化。 实验部分，研究者利用真实无线网络环境和模拟被控对象进行了半实物仿真实验，结果显示，所提出的信号差值死区调度结合 Hv ∞ 控制的方法能显著降低网络流量，这不仅改善了网络效率，还延长了节点的使用寿命，同时也确保了整个控制系统的稳定性。 总结来说，这篇论文提供了一种有效的方法，通过引入信号差值死区调度和 Hv ∞ 控制技术，优化了无线网络控制系统的性能，特别在减少网络负载和提高系统稳健性方面取得了显著成果。这种方法对于未来智能物联网和自动化系统的设计具有重要参考价值。