网络控制系统的时延补偿策略研究

网络控制系统中由于通讯网络的引入而导致的网络时延对控制系统的稳定性和性能带来很大负面影响。对具有随机时延和系统噪声的一类网络控制系统进行了分析,设计了一种可以对随机时延进行补偿的状态观测器,该状态观测器可同时实现对噪声的滤波处理。根据文中的延迟补偿方法,研究了闭环系统的稳定性。通过实验研究,证实了提出的利用状态观测器进行时延补偿策略的有效性。     

带硬时间窗的O2O生鲜外卖即时配送路径优化

针对线上到线下（O2O）生鲜外卖订单动态性高和配送服务时效性强的特征，建立以配送距离最小为目标，带硬时间窗的O2O生鲜外卖即时配送路径优化模型。根据硬时间窗的要求和合单配送思想，设计滚动时域延迟配送算法进行求解。通过大量数值仿真实验验证了该算法在实际网络与一般仿真网络中均具有有效性，并且配送距离比滚动时域非延迟配送算法短。通过对各项参数的敏感性分析，发现滚动时域时长不宜过长或过短，且订单的时间窗对配送距离的影响不明显。为了缩短配送距离，可以增加配送员车容量。研究结果可为生鲜企业的即时配送车辆调度提供理论指导。     

可调速的网络中心化仿真时间管理服务研究

分析了网络中心化仿真时间管理服务应具备特征,比较了传统时间管理方法运用于网络中心化仿真的不足,得出了网络中心化仿真需要可调速时间管理服务的结论.首先针对网络中心化仿真时间管理中可能出现的瞬时消息问题,设计了一种可选传输方式的消总计数法；然后分析了仿真过程中瞬时消息产生与网络延迟相互关系,提出了一种基于延迟偏移的计算方法,并对网络中心化仿真实时性进行研究,提出了网络中心化实时仿真最大安全推进时间计算方法,该方法避免了瞬时消息对最大安全推进时间计算准确性的影响；另外针对网络中心化仿真时间管理,搭建了仿真实验环境；最后,对网络中心化仿真时间管理服务进行测试,证明其不仅可以有效避免瞬时消息,支持可调速仿真应用,并能较好适用于大规模仿真.     

改进DR模型研究

ＤＲ技术是分布交互仿真中的一项关键技术,ＤＲ模型是仿真结点用来递推其他仿真结点中的仿真实体运动轨迹的简化模型,本文介绍了目前分布交互仿真标准中采用的ＤＲ模型情况,根据分布交互仿真中对ＤＲ模型的不同要求,研究了利用高阶ＤＲ模型来提高仿真结点的递推精度的方法;针对网络延迟对接收结点递推精度的影响,研究了补偿网络延迟的改进ＤＲ模型。     

包延迟测量中泊松采样低估效应的仿真研究

采样是网络测量的基础，泊松采样是一种无偏的采样方法的观点被人们普遍接受，也使其在主动测量领域得到了广泛应用。用户流包性能测量已成为主动测量领域的一个重要问题，然而泊松采样的无偏性仅针对网络状态，目前尚无研究工作研究其对于用户流的包性能的测量效果。利用真实的Internet流量数据进行了仿真试验。系统定量地研究了该问题得到如下结论：泊松采样系统低估了用户流包延迟性能；低估程度不受泊松采样频率的影响且随着网络链路利用率的升高而下降．定性分析和解释了泊松采样测量用户流包延迟性能时的低估现象。     

光伏发电系统及其孤岛效应的仿真与实验研究

分析了光伏并网发电系统的工作原理及其孤岛效应现象，提出了主动式孤岛效应识别方法：主动频率偏移法。在MATLAB/SIMULINK下分别进行了系统的建模与仿真，并进行了实验研究。结果表明：实验与仿真结果吻合，输出并网电流波形良好，和电网电压同频同相，基本上可以在100ms内有效地检测出系统的孤岛效应。     

基于延迟决策的航空公司动态价格竞争复杂性

为深入分析延迟决策与有限理性对航空公司动态价格竞争复杂性的影响,综合运用了延迟决策与非线性动力学理论,构建了基于延迟决策的航空公司动态价格竞争模型,对模型进行了理论分析与数值仿真,研究了不同市场参数下的航空公司复杂的动力学行为。研究结果表明:较大的延迟决策权重可以扩大系统稳定域范围、缩短系统到达均衡的时间;系统处于不稳定状态时,引入延迟决策机制对航空公司更有利;一方引入延迟决策机制,会出现竞争对手"搭便车"而获取额外利润的现象;为权衡航空公司市场表现,关键是确定合理的延迟决策权重。     

高压共轨喷油器多目标优化仿真研究

高压共轨喷油器的关键结构参数对喷油器的响应特性具有决定性影响,采用多目标模拟退火优化算法MOSA（Multi Objective Simulated Annealing）,基于多目标多学科优化平台modeFRONTIER,并集成液压仿真分析软件AMESim,以针阀开启延迟和关闭延迟为目标函数建立了多目标优化模型,对电控喷油器的关键结构参数进行多目标优化设计。结果表明：针阀开启延迟时间降低了20%,达到0.24ms;关闭延迟时间降低了17.4%,达到0.76ms。     

基于统计同步算法的计算机外时钟同步系统设计与仿真

重点研究了基于统计同步算法的计算机外时钟同步系统的设计问题。首先对网络延迟进行测量，并得出网络延迟的对数正态分布的统计模型。然后，提出了一种PCS算法性能的软件仿真检验方法，并利用该方法对PCS算法的同步精度与概率性能进行仿真检测。结果表明，基于PCS算法的外时钟同步系统是可行、有效的，能较好地满足实际系统在同步精度与概率性能两方面的要求。     

一种基于自相似业务的队列管理算法

在分析业务流自相似特性对队列性能影响的基础上,提出了一种适宜自相似网络环境的队列管理算法,简称SSRED。在SSRED算法的分组丢弃概率函数中引入了自相似参数H,其目标旨在降低自相似特性所造成的影响以提高网络性能。仿真实验与分析表明,使用SSRED算法有利于提高自相似网络环境中的吞吐量、降低丢包率以及减少网络延迟等性能。     

无码率码在无线传感器网络中的应用研究

传统固定码率通信方案在大规模网络中存在时延和多反馈情况, 影响无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)的传输性能。无码率码能够根据信道状态实时改变传输码率, 很好地解决这一问题。本文以多源多中继网络模型为基础, 设计了基于累积无码率(accumulate rateless, AR) 码的分布式协同传输机制, 并对传输的广播、转发、译码等阶段进行了阐述和分析。结合使用外信息转移(extrinsic information transfer, EXIT)图和凸优化工具对方案中的AR码度分布进行了联合优化求解。仿真结果和对比分析表明, 所提分布式AR码度优化方案, 在错误平层上明显优于分布式卢比转换码方案, 在译码性能上较现有Raptor方案和AR码单独度分布优化方案分别减小3.7%和1.3%的码率倒数。     

Research on robust fault-tolerant control for networked control system with packet dropout

A kind of networked control system with network-induced delay and packet dropout, modeled on asynchronous dynamical systems was tested, and the integrity design of the networked control system with sensors failures and actuators failures was analyzed using hybrid systems technique based on the robust fault-tolerant control theory. The parametric expression of controller is given based on the feasible solution of linear matrix inequality. The simulation results are provided on the basis of detailed theoretical analysis, which further demonstrate the validity of the proposed schema.     

网络控制系统实时仿真平台的设计与开发

网络控制系统(NCSs)是通过通信网络实现控制系统单元信息交换的分布式控制系统.由于通信网络的引入,有可能使控制系统的性能降低甚至导致系统不稳定,这些不利因素使得对网络控制系统的分析研究变得更为复杂.利用混合编程技术并搭建基于实时通信网络的仿真平台,可为网络控制系统提供有利的分析工具.最后以状态反馈控制器为仿真实例,证明该研究平台的优势及有效性.     

一种改进的IEEE 802.11节能协议

针对IEEE 802．11DCF协议节能模式(802．11PSM)节能性能受网络中流数目影响严重的缺点，提出了一种改进的802．11PSM 节能协议。通过采用一种时间-报文混合驱动的分布式无线网卡(NIC)动态关闭机制，使802．11PSM协议中那些在beacon周期内一直处于活跃状态的节点在当前通信与自己无关时进入睡眠状态来节省能耗，从而大大降低了流数目对协议节能性能的影响。近似分析和仿真表明，当业务流数目较多且负荷较大时，802．11PSM 与802．11PSM相比有明显的节能效果。802．11PSM 的吞吐率性能和时延性能仍与802．11PSM大体相当。     

分布式能量管理系统（DEMS）潮流方程异步迭代算法

本文针对分布式能量管理系统（ＤＥＭＳ）数据信息通信延迟的不可预测性，给出了ＤＥＭＳ潮流方程求解的分布式异步迭代算法的一般性构造及其在牛顿法松驰迭代格式下的具体描述，ＩＥＥＥ标准实验系统在Ｎｏｖｅｌｌ局域网上的模拟计算结果验证了所构算法的有效性。     

基于水声通信延迟的多UUV协同定位算法

针对多水下自治机器人(unmanned underwater vehicle, UUV)协同定位过程中水声通信延迟造成的定位失效问题,提出了一种基于状态估计均方误差最小的延时扩展卡尔曼滤波(delayed extended Kalman filter, DEKF)定位误差修正方法。首先建立考虑水声通信延迟的系统状态方程,利用状态转移矩阵推导系统等效量测方程,然后给出多UUV 考虑水声通信延迟的扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)定位方法并分析其不足;最后在EKF方法的基础上,分析量测信息延迟对状态估计的影响,建立系统真实量测模型,设计基于状态估计均方误差最小的DEKF 算法。仿真结果表明,该方法能够有效地修正多UUV 协同定位中由于水声通信延迟造成的定位误差,在工程实践中具有一定参考意义。     

基于网格的数据过滤机制及性能优化研究

在大规模分布式交互仿真中，大量仿真实体之间如何进行有效的数据通信是仿真领域研究的重点和难点。为了解决传统DIS数据过滤机制造成的广播风暴以及网络资源的极大耗费，HLA—RTI提供了基于组播通信的数据分发管理（DDM）服务。分析了不同DDM方法的过滤机理，通过对比指出了它们存在的优缺点，在此基础上，重点研究了基于网格数据过滤机制中网格尺寸大小对过滤性能的影响，提出了一种新的求取最优网格尺寸的方法，经过理论推导阐明了选取最优网格尺寸的制约因素，通过仿真实验说明了网格尺寸的选取不宜过小。     

基于Simulink的嵌入式网络化控制仿真实现

实现了基于simulink/Real-Time Workshop(RTW)的嵌入式网络化控制仿真系统，构建了以ARM7TDMI型cPu为核，运行uclinux操作系统的嵌入式平台。建立了广域网范围的网络环境，通过延时测量实验获得了网络延时统计特性，并针对该网络环境下的分布式控制系统的前向通道和反馈通道分别提出了延时补偿方法。同时系统还为用户提供了离线仿真，和通过网络在线指导现场控制的网络远程监控功能。最后以直流电机为被控对象，在广域网环境下进行了网络化控制系统实验，验证了该系统的有效性。     

空面对抗作战指控系统的效能评估研究

针对空面对抗作战系统的组成结构特点,分别分析了基于平台中心操作、共享COP(Common Operation Picture)操作和网络中心战操作模式下的指控系统结构。研究了指控系统的节点网络操作图、节点网络延时,分析了节点协作能力对指控系统的影响,并建立了指控系统效能的计算模型。最后进行了相应的仿真计算与分析。仿真结果表明在网络中心战操作模式下,空面对抗作战指控系统的延时大大缩短,系统的作战效能得到了大幅度提高。