A REDE SEM FIO DO SENSOR BASEOU O CUSTO DE UMA COMUNICAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLO CONCIDERING

A REDE SEM FIO DO SENSOR BASEOU O CUSTO DE UMA COMUNICAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLO CONCIDERING

Resumo: Este trabalho é discutida em algumas metodologias de controle de novo
rede de sensores sem fio baseada
sistema de controle, minimizando o consumo de energia de comunicação. 

Algum controle
problemas com
redução de custos de comunicação são definidos. 

Em seguida, um método de controle heurístico
com base no modelo preditivo
Estratégia de Controle com função de recuo horizonte incluindo o controlo de custos
desempenho e comunicação
custo é proposto. Por um problema de controle de estado de feedback, uma suficiente
condição para manter a estabilidade do cerrado
sistema de ciclo é obtido. Alguns exemplos numéricos são também ilustradas.

1. INTRODUÇÃO

Recentemente, a tecnologia de redes de sensores sem fio tem sido
desenvolveu-se rapidamente, e várias aplicações para controlar o sistema
domínios foram examinados e discutidos estes anos, como
como (Liu, X. e A. Goldsmith 2004). Um dos benefícios da
rede de sensores sem fio é a flexibilidade para o desenvolvimento de uma nova
sistema de sensores em plantas, fábricas e edifícios, com fácil
instrumentação e baixos custos de construção. Todavia,
aplicação da rede de sensores sem fio, por vezes
restrita em vista do consumo de energia relacionados com a
vida útil da bateria, ou problema de fornecimento de energia sem fio.
Neste trabalho de uma rede sem fio com base sistema de controle é
discutido com a consideração dos custos de comunicação ", como
consumo de energia, a fim de maximizar a duração da bateria
cada nó sem fio, o que corresponde a redução de
freqüência de comunicação ou período de controle.
Muitos problemas de controle com a rede de comunicação
ambiente tinha sido discutida e investigada nos últimos anos.
Eles são discutidos problemas de controle robusto, principalmente no âmbito
atraso de comunicação desconhecido, as perdas de pacotes e congestionamento,
que são causadas pelo estado da rede de comunicação (BA
Sadjadi 2003). Quando o prazo de comunicação é suposto
ser "incontrolável" nestes problemas.
Neste trabalho, o controle de problema de otimização do sistema com
sistema de rede sem fio é discutido com base na otimização
da acção de controlo e de recolha de amostras simultaneamente (Iino,
Yutaka, 2007), (Iino, Y. e M. Fujita, 2007). O mais
característica essencial, que é diferente da rede geral
problemas de controle, é que o "período de amostragem" corresponde
para a freqüência de comunicação é suposto ser
"controlável" e que é incorporada ao problema de controle como
uma nova variável de manipulação independente. É possível
porque os protocolos de rede sem fio é suposto ser
localmente ajustável entre cada nó sem fio.
Assim, themotivation desta pesquisa é propor e resolver o
os problemas específicos de rede sem fio com base de detecção e
sistema de controle, e os desafios para estabelecer uma nova
teoria sistemática neste campo.
A permaneceu seções são organizadas da seguinte maneira. Na seção 2,
problema de controle geral de rede sem fios está definido e
algumas estratégias de controle para a redução de custos de comunicação são
discutidos. Então, alguns sistemas de controle são heurística
proposto na seção 3, que é baseada na otimização de um
função de custo, incluindo controle de desempenho e
custos de comunicação. Em seguida, dois tipos de otimização
problemas são definidos, que correspondem a estimação de estado
problema e indicar problema de controle de gabarito. Na seção 4,
estabilidade do sistema de controle é considerado. Na secção 5,
exemplos numéricos são ilustradas. Finalmente na seção 6, estes
discussões estão resumidas e concluído.

2. FORMULAÇÕES BÁSICAS DE FIOS
REDE Sensing & Control System

2.1 Definição de Wireless Networked Sensing and Control
Sistema
Em geral, a rede de sensores significa nós sensores múltiplos.
Embora, para investigar as propriedades de circuito fechado de controle
sistema, a seguir nos concentramos em um SISO sistema de ciclo fechado para
simplicidade, sem perda de generalidade. A configuração geral
de um sistema de controle de rede sem fio de circuito fechado é
ilustrado na Figura 1, que é composto de um processo, um
nó sensor sem fio, duas funções de controle remoto sem fio
nós, ou seja, um estimador de estado e uma calculadora de controle e
um nó atuador sem fio. O nó sensor e do atuador
nó é suposto ser conectado diretamente ao processo.
Esses componentes são elementos básicos em um loop fechado gerais
sistema de controle. Assim, três tipos de comunicação sem fio
caminhos I, II, III são possíveis, e que correspondem três tipos de
problemas de controle de rede sem fio são definidos da seguinte forma.
Tipo I: sensor de rede sem fio problema de controle.
Tipo II: estimador sem problema de controle de rede.
Tipo III: atuador sem problema de controle de rede.
Tipo I é apenas o problema de rede de sensores, enquanto o tipo III é
o problema do nó controlador. Tipo II podem ser bastante
inútil porque normalmente estimação de estado e controle
cálculo são executados no mesmo processador.
Fig. 1. Configuração geral de rede sem fio, baseados
sistema de controle de loop fechado
Na aplicação de rede sem fios, incluindo sensores sem fio
rede, poupança de energia problema considerando a vida da bateria é
uma questão importante do ponto de vista prático. Muitos
estratégias de poupança de energia são investigados como (Fischione,
C. et al. 2006), onde trade-off entre poder de wireless
nós e probabilidade de falha de comunicação é discutida.
Outra estratégia eficaz de poupança de energia é o sono
controle de nós sem fio. Em seguida, dois tipos de fios
protocolo de rede para o controle do sono são definidos como segue.
Tipo A: A priori tempo programado de controle do sono; Antes de ir
para o modo de rede sem fio, o tempo de despertar-se
programada a priori.
Tipo B: Evento acionado o controle do sono, uma vez ligado ao sono
modo, o sono é continuado até que qualquer evento é acionado.
A última estratégia é o evento acionados por controle, que é
investigadas, tais como (Lemmon, M. et al. 2007) onde o estado
lógica gatilho condicionado evento é proposto que asseguram
norma L1 delimitadas de perturbação. Neste trabalho consideramos
Um tipo de protocolo de rede sem fio, porque o nosso objectivo é
otimizar, em certo sentido, trade-off entre controle
desempenho e consumo de energia sem fio.