Sparse Regression Koder for Netværkedsbaserede Kontrolsystemer

Studenteropgave: Speciale (inkl. HD afgangsprojekt)

  • Edwin Gerardus Wilhelmus Peters
4. semester, Signalbehandling og Beregning, Kandidat (Kandidatuddannelse)
I denne afhandling undersøges Netværksbaserede Control Systemers (NCS) architecturer for Lineare Tidsinvariante (LTI) systemer, hvor et upålideligt båndbredde begrænset netværk med random IID pakketab, forbinder systemet (plant) og controlleren. For at gøre kontrolsystemet robust m.h.t. IID pakketab, bruges en aftagende horizon controller som minimerer en finite horizon cost funktion. For at kunne håndtere båndbredde begrænsede netværk, designes der i denne specialeafhandling sparse contol pakker ved brug af l0 penaliserede optimerings algoritmer på SPARC baserede ordbøger indeholdende IID Gaussiske vektorer eller latticer. Der sendes expectede fremtidige samt et nutidigt control signal til planten, således at N − 1 fremtidige controlsignaler kan genskabes såfremt pakken modtages af planten. De faktorer der adskiller denne specialeafhandling fra andre bidrag er, at der bruges fixed rate vektor quantizere baseret på SPARC, der har et finitivt support og derved kan overloade quantizeren i tilfælde af at der sker oscillationer i planten. Der designes forskellige SPARC ordbøger, der simuleres i et NCS med forskellige pakketabsrater på netværket. Resultaterne viser en god ydelse for bitrater ned til 2.75 bit/symbol når sandsynligheden for IID pakketab ikke overstiger 0.20. Dette ved brug af Gaussiske IID SPARC ordbøger. Lattice SPARC ordbøger opnår derimod ikke den samme ydelse ved disse bitrater, og kræver generelt bit rater på 3.75 eller 4 bit/symbol for at stabilisere et NCS. Til sidst opstilles der en netværksmodel indeholdende to states med hver deres pakketabsrate. Der designes forskellige SPARC ordbøger for hver state netværket kan antage. Der opstilles ligninger baseret på MJLS teori, således stabilitet for et system med givne transitions- og pakketabs sandsynligheder kan analyseres. Til sidst er systemer baseret på disse netværk blevet simuleret.
SprogEngelsk
Udgivelsesdato6 jun. 2013
Antal sider69
ID: 77295486