隨著信息通信技術的不斷發(fā)展,無線技術在工業(yè)自動化中得到廣泛應用。將無線網(wǎng)絡與現(xiàn)有控制網(wǎng)絡相融合,形成了無線網(wǎng)絡系統(tǒng),實現(xiàn)了信息采集和控制的無線化。然而,與有線通信相比,無線通信面臨著諸多新挑戰(zhàn)。復雜嚴重的電磁干擾、動態(tài)多變的無線鏈路、大型設備的移動遮擋,導致信息傳輸?shù)膶崟r性和可靠性難以保證。針對無線傳輸誘導的時延和丟包,網(wǎng)絡系統(tǒng)既可以采用感知與控制方法進行被動抑制,也可以設計傳輸機制進行主動改善。通過充分利用時-頻-空多域多維度的多樣性,協(xié)作傳輸能夠有效地抵抗衰落、抑制干擾,顯著地提高端到端的信息傳輸性能。由此可見,面向感知與控制的協(xié)作傳輸是提高網(wǎng)絡系統(tǒng)性能的有效方法。本論文以工業(yè)生產(chǎn)過程為研究背景,研究面向網(wǎng)絡系統(tǒng)感知與控制的傳輸機制設計,解決資源約束下狀態(tài)感知信息與控制指令信息高效可靠傳輸問題。本論文主要成果包括:首先,針對基于無線網(wǎng)絡的多子系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng),分析了狀態(tài)感知信息和控制指令信息丟失對網(wǎng)絡系統(tǒng)性能的影響,顯式地刻畫了控制性能與傳輸性能之間的映射關系�；诖岁P系提出了面向多子系統(tǒng)閉環(huán)控制的協(xié)作傳輸機制。此機制能夠根據(jù)子系統(tǒng)和無線信道的動態(tài)特性,自適應地進行多域（頻域、時域、能... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 網(wǎng)絡系統(tǒng)的概述
        1.2.1 無線網(wǎng)絡
        1.2.2 控制系統(tǒng)
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于無線網(wǎng)絡的感知與控制
        1.3.2 無線網(wǎng)絡中基于分集的協(xié)作傳輸
        1.3.3 現(xiàn)有工作的不足
    1.4 本文的主要內容及結構安排
        1.4.1 論文的主要內容
        1.4.2 論文結構
第二章 狀態(tài)感知信息與控制指令信息的協(xié)作傳輸
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)模型與問題描述
        2.2.1 網(wǎng)絡模型
        2.2.2 控制系統(tǒng)模型
        2.2.3 控制-通信代價
    2.3 協(xié)作傳輸機制的優(yōu)化設計
        2.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        2.3.2 協(xié)作傳輸策略設計
        2.3.3 優(yōu)化問題建模
    2.4 問題求解與分析
        2.4.1 問題轉化
        2.4.2 問題分解
    2.5 仿真結果
        2.5.1 溫度控制系統(tǒng)
        2.5.2 性能比較與分析
    2.6 本章小結
第三章 基于中繼輔助的狀態(tài)感知信息的高效傳輸
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
    3.3 傳輸機制的設計與優(yōu)化
        3.3.1 控制性能與傳輸可靠性之間的關系
        3.3.2 基于混合轉發(fā)機制的協(xié)作傳輸機制
    3.4 S-R與 R-G兩個階段的資源共享
        3.4.1 R-G階段的信道分配與功率控制
        3.4.2 S-R階段的接納控制和匹配
    3.5 仿真結果
        3.5.1 性能評估
        3.5.2 不同傳輸機制間的性能對比
    3.6 本章小結
第四章 面向分層估計的狀態(tài)感知信息的按需傳輸
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
    4.3 分層狀態(tài)估計和兩階段傳輸?shù)穆?lián)合設計機制
        4.3.1 邊緣估計器的設計
        4.3.2 遠端估計器的設計
        4.3.3 兩階段的傳輸
        4.3.4 估計與傳輸?shù)穆?lián)合設計
    4.4 問題求解
        4.4.1 Pe:波束成形與功率控制的聯(lián)合設計
        4.4.2 Pm:分組傳輸
    4.5 數(shù)值仿真結果
        4.5.1 性能對比
    4.6 本章小結
第五章 基于波束成形的控制指令信息的可靠傳輸
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 無線通信模型
        5.2.2 控制系統(tǒng)模型
    5.3 問題描述
        5.3.1 基于間歇控制的穩(wěn)定性分析
        5.3.2 波束成形輔助的協(xié)作傳輸
        5.3.3 問題建模
    5.4 問題求解
        5.4.1 底層傳輸子問題
        5.4.2 頂層傳輸子問題
    5.5 仿真結果
        5.5.1 性能評估
        5.5.2 不同策略間的性能對比
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀博士學位期間參與的科研項目



本文編號：3291288