无线网络控制系统的基于跨层优化的控制理论研究及应用

由于无线网络应用的不断广泛，基于无线网络环境的控制系统的研究近年来受到国内外学者的高度重视。然而，到目前为止，该方面的研究还处于起步阶段，还缺乏系统的研究，尚有大量问题需要解决。考虑无线网络环境特性，如网络拓扑结构的动态性，信道增益的时变性以及网络延迟和丢包的随机性，本项目开展无线网络控制系统的基于跨层优化的控制理论与应用研究。各协议层与应用层的设计将依赖其他层信息，而不是孤立的，从而实现网络资源的充分利用，达到系统最优性能要求。本项目提出采用预测与概率统计的方法研究网络模型的建立。采用迭代学习逼近方法，研究网络各层协议参数的优化设计。依据上层参数信息，结合Kalman滤波给出不完全接收信号的估计，同时给出具有切换特征的预测控制设计。给出基于随机系统理论、稳定性理论与优化理论的系统性能分析方法。建立较系统的理论体系，并提出有效的实现技术。基于所提出的理论方法，开发出相关的仿真软硬件。