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专利号: 2019109041635
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种抑制干扰的数字通信网络拥塞控制方法,其特征是具体步骤如下:(1)通过数据采集,构造数字通信网络系统的状态空间模型;

(2)设计具有加权L1增益的控制器;

(3)在所述控制器下验证所构造的数字通信网络系统的正性;

(4)在所述控制器下验证所构造的数字通信网络系统的渐进稳定性;

(5)在所述控制器下得到所构造的数字通信网络系统的加权L1增益;

步骤(1)中数字通信网络系统的状态空间模型的构造如下:切换正系统的状态空间模型,形式如下:y(t)=Cσ(t)x(t)+Fσ(t)w(t)n r m

其中x(t)∈R ,u(t)∈R 和y(t)∈R 分别是系统的状态、控制输入和输出,x(t)代表相应通讯节点传输数据包的数量,u(t)为避免网络拥塞的控制输入;当网络出现拥塞时,表示取消一些数据包的传输, 表示此时网络容量较大,增加数据包的数量;

n×n n×m r×n

Aσ(t)∈R 表示系统矩阵,Bσ(t)∈R 和Cσ(t)∈R 分别表示加权系数输入、输出矩阵,Eσ(t)n×n n×n∈R 和Fσ(t)∈R 分别表示加权系数扰动输入、输出矩阵,均由实际数据包传输过程中的传感器采集得到;σ(t):[0,∞)→S={1,2,…,J},为一个依赖于时间t的分段常值函数,是+系统的切换信号,对任意一个切换序列0≤t0≤t1,它是右连续的,其中J∈N ,当t∈[ti,nti+1)时,系统的第σ(t)个子系统在ti时刻被激活,在ti+1时刻离开,w(t)≥0,w(t)∈R 是外界输入,x(0)=0;

所述数字通信系统采用区间不确定系统的模型进行问题的分析,即满足r×n n×n n×n n×m n×n n×n且对p∈S,有Cp∈R ,Fp∈R ,Ap∈R ,Bp∈R ,Ep∈R ,其中R为实数集,R 为n维+欧几里德空间,N是自然数集合;

步骤(2)的控制器设计如下:控制器的状态反馈律设计为:

(p) (p)

其中, 是给定的m维列向量,其所有元素都大于0;v 和z 分别由步骤(3)、(4)求得;

步骤(3)中的正性验证过程如下:(p) (p) n (q) (q) n (p) n设计常数μ>0,γ>0, λ>1,向量v >0,v ∈R ,v >0,v ∈R ,z ∈R即:对任意(p,q)∈S×S,p≠q成立,其中 是给定向量,当平均驻留时间满足

时,在该状态反馈控制律

下,闭环系统是正的、稳定的,且有鲁棒加权L1增益γ,其中μ0∈(0,μ);

由上述条件知 是一个正常数,因此有由于 且 得知Ap+BpKp是Metzler矩阵,所以闭环系统为正系统,此时,对于所有时刻,系统状态和系统输出都是正的。

2.如权利要求1所述的一种抑制干扰的数字通信网络拥塞控制方法,其特征在于:步骤(4)中渐进稳定性的验证过程如下:T p

构造一个线性余正李雅普诺夫函数为Vp(x(t))=x(t)v,则由步骤(3)得

从而有

当w(t)=0时,因为 所以有故扰动不存在时,数字通信系统是渐进稳定的。

3.如权利要求2所述的一种抑制干扰的数字通信网络拥塞控制方法,其特征在于:步骤(5)中所述数字通信网络系统的加权L1增益的得到过程如下;

根据比较原则, 转化为:

由 得

进一步推出

重复上述过程,得出

分别对上式进行左乘和右乘 有根据 结合 得出

又因为

对上式两边在[0,∞)积分得即

其中, η=μ0;当x(0)=0时,有V(0)=0,则得出数字通信系统具有加权L1增益γ。