Med tillkomsten av industriella standarder som WirelessHART, processindustrin är nu på väg mot trådlösa styrsystem. På grund av den begränsade bandbredden i ett trådlöst nätverk som delas av flera styrslingor är det viktigt att optimera den övergripande kontrollprestandan. I den här artikeln tar vi upp problemet med schemaläggningskontroll co-design för att bestämma den optimala provtagningsfrekvensen för återkopplingskontrollsloopar som delar ett WirelessHART-nätverk. Målet är att minimera den totala kontrollkostnaden och samtidigt se till att alla dataflöden uppfyller sina slutdatum. Den resulterande begränsade optimeringen baserad på befintliga fördröjningsgränser för WirelessHART-nätverk är utmanande eftersom den är icke-differentierad, icke-linjär och inte i sluten form. Vi föreslår fyra metoder för att lösa detta problem. För det första presenterar vi en undergradientmetod för val av kurs. För det andra föreslår vi en girig heurist som vanligtvis uppnår låga kontrollkostnader och samtidigt avsevärt minskar verkställighetstiden. För det tredje föreslår vi en global begränsad optimeringsalgoritm med hjälp av en simulerad glödgning (SA) baserad straffmetod. Vi studerar SA metod under både konstant faktor straff och adaptiv straff. Slutligen formulerar vi val av hastighet som ett differentialt konvext optimeringsproblem som ger en snabb lösning genom en konvex optimeringsteknik. Detta bygger på en ny fördröjning bunden som är konvex och differentiable, och därmed förenklar optimeringsproblem. Vi studerar både lutning nedstigningsmetoden och den inre punktmetoden för att lösa den. Vi utvärderar alla metoder genom simuleringar baserade på topologier av en 74-nod trådlös sensornätverk testbädd. Den subgradienta metoden är disponerad för att ådra sig den längsta exekveringstiden samt den högsta kontrollkostnaden bland alla metoder. Bland SA-baserade konstanta straffmetod, den giriga heuristiska, och lutning nedstigning metod, de två första representerar de motsatta ändarna av avvägningen mellan kontroll kostnad och genomförande tid, medan den tredje en träffar balansen mellan de två. Vi observerar vidare att SA-baserad adaptiv straffmetod är överlägsen den konstanta straffmetoden, och att den inre punktmetoden är överlägsen gradientmetoden. Således är den interna punktmetoden och den SA-baserade adaptiva straffmetoden de två mest effektiva metoderna för val av ränta. Båda metoderna är konkurrenskraftiga mot varandra när det gäller kontrollkostnader, men den interna punktmetoden är betydligt snabbare än straffmetoden. Som ett resultat, inre punkt metoden vid konvex avslappning är mer lämplig för online hastighet anpassning än SA baserad adaptiv straffmetod på grund av deras betydande skillnad i körtid effektivitet.
Den optimala provtagningshastighetslösningen som presenteras i REF fokuserar på WirelessHart-nätverk, som skiljer sig från den trådlösa nätverksmodell som beaktas i vårt arbete.
Near optimal rate selection for wireless control systems
{'venue': 'TECS', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}