一種模糊Smith預(yù)估控制系統(tǒng)下RED算法的分析研究.pdf

1、目前，網(wǎng)絡(luò)擁塞算法主要在源端、網(wǎng)絡(luò)端和基于控制論這三個(gè)領(lǐng)域。本文是基于控制論這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究。論文在介紹網(wǎng)絡(luò)擁塞的概念、原因和研究狀況的基礎(chǔ)上，分析常見(jiàn)的擁塞算法和控制模型，提出對(duì)模糊Smith預(yù)估控制器內(nèi)模結(jié)構(gòu)中PID控制器的參數(shù)取值進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)控制器的穩(wěn)定性，緊接著提出增加時(shí)滯項(xiàng)的預(yù)估模型，來(lái)減小控制器在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的大時(shí)滯誤差補(bǔ)償。然后，將改進(jìn)后的控制器應(yīng)用于RED算法中，并對(duì)RED算法進(jìn)行改進(jìn)。其主要工作如下:
　　(1)

2、為提高模糊Smith預(yù)估控制器的穩(wěn)定性，引入粒子群算法應(yīng)用于模糊Smith預(yù)估控制器中。在分析控制器內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)中參數(shù)kp、ki和kd取值情況對(duì)控制器穩(wěn)定性影響的基礎(chǔ)上，結(jié)合內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，用粒子群算法中的目標(biāo)自適應(yīng)函數(shù)對(duì)參數(shù)進(jìn)行迭代優(yōu)化。通過(guò)理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，優(yōu)化后的參數(shù)的值kp、ki和kd能使內(nèi)?？刂破鞯妮敵鼋Y(jié)果u(t)和e(t)情況更加穩(wěn)定。
　　(2)為提高模糊Smith預(yù)估控制系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)預(yù)估的精確度，

3、避免因延時(shí)估計(jì)誤差而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)“空采樣”或“多采樣”，提出對(duì)閉環(huán)鏈路中純時(shí)滯項(xiàng)tp進(jìn)行預(yù)估?；谀：齋mith預(yù)估控制系統(tǒng)閉環(huán)鏈路傳遞函數(shù)的分母中時(shí)滯項(xiàng)tp不能被消除，在網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)較大時(shí)，tp會(huì)對(duì)鏈路的延時(shí)產(chǎn)生影響，通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)估模型tpm，可降低這種影響。閉環(huán)鏈路的公式推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，該改進(jìn)方案能在一定程度上減小了鏈路中延時(shí)帶來(lái)的誤差，提高預(yù)估的準(zhǔn)確性。
　　(3)為降低RED算法的丟包率，提出將改進(jìn)的模糊Smith預(yù)估控制器

4、應(yīng)用于RED算法中，對(duì)其長(zhǎng)度和丟包率進(jìn)行改進(jìn)。由于RED算法的丟包率受其隊(duì)列長(zhǎng)度的影響，因此，要減小丟包率，就必須控制隊(duì)列長(zhǎng)度保持相對(duì)穩(wěn)定的范圍。本文充分利用改進(jìn)的模糊Smith預(yù)估控制系統(tǒng)具有較好補(bǔ)償調(diào)控的特點(diǎn)，將RED算法的隊(duì)列長(zhǎng)度用該控制器進(jìn)行處理。但隊(duì)列長(zhǎng)度在處理的過(guò)程中，控制系統(tǒng)中的模糊規(guī)則對(duì)已丟失的數(shù)據(jù)包也進(jìn)行計(jì)算，這就導(dǎo)致丟包率誤差增加。為減小該誤差，本文引入鏈路數(shù)據(jù)包的生存時(shí)間TTL作為控制器中PSO算法的粒子權(quán)重，從而