面向信息網路的隨機跳躍系統分析與控制方法研究

《面向信息網路的隨機跳躍系統分析與控制方法研究》是依託中國科學技術大學，由康宇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向信息網路的隨機跳躍系統分析與控制方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：康宇
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本課題以網路中運行的隨機跳躍控制系統為對象，系統中跳躍參數實時狀態也是網路需要傳輸的信息。從網路特性對系統跳躍參數實時信息傳輸的影響角度出發，研究面向信息網路的Markov 跳躍系統控制問題。旨在在給定的某種性能準則下，構建和分析上述網路特性在Markov 跳躍系統控制中的行動方式和實際作用，以量化的形式給出網路隨機時延、數據丟包、量化誤差對網路化Markov 跳躍系統隨機穩定性、魯棒性、最優性等方面的影響程度。進一步地，針對複雜信息網路系統中存在的大量具有半Markov狀態轉移特性的多模式分層結構系統，提出一種由基於事件的控制策略驅動的半Markov切換空間控制過程，利用基於事件驅動的控制策略，可以降低對狀態轉移機率信息的依賴性，減少最佳化算法的計算量和計算時間，大幅提高算法的實時性，有助於最佳化算法的線上實現。狀態空間的劃分為採用分散式並行計算提供了一條新的快速最佳化途徑。

結題摘要

課題以網路中運行的隨機跳躍系統為對象，系統中Markov跳躍參數實時狀態也是網路需要傳輸的信息。從網路隨機時延、網路數據丟包、網路量化誤差等各類網路特性對系統跳躍參數實時信息傳輸的影響角度出發，研究面向信息網路的隨機跳躍系統控制問題。在給定性能準則下，構建和分析了上述網路特性在Markov 跳躍系統控制中的行動方式和實際作用，以量化的形式給出網路隨機時延、網路數據丟包、網路量化誤差對網路化Markov跳躍系統隨機穩定性、魯棒性、最優性等方面的影響程度，並充分利用系統的有效信息實現網路化Markov跳躍系統的最佳化控制，從而有效地改善傳統的跳躍系統控制設計在實際網路運行中的局限性，提高了閉環網路系統的動態性能。在切換模型的層次化動態結構中，採用內外兩層事件的分類，為內部狀態和切換空間的聚集提供了一種空間劃分和層次分解的有效途徑，從而減小策略空間。利用基於事件驅動的控制策略，降低了傳統的Markov控制過程（採用基於狀態的控制決策序列來實現性能準則的最佳化，因此需要實際系統提供精確的狀態轉移機率信息）對狀態轉移機率信息的依賴性，減少計算量和計算時間，大幅提高算法的實時性，有助於最佳化算法的線上實現。狀態空間的劃分為採用分散式並行計算提供了一條新的快速最佳化途徑。上述研究成果發表在IEEE Transactions on Automatic Control, IEEE Transactions on Cybernetics， Automatica， International Journal of Control，Science China Information Sciences等一系列國內外高水平期刊中。