基于H∞控制理論的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究.pdf

1、在實際工業(yè)控制中要想獲得被控對象的精確數(shù)學(xué)模型是非常困難甚至是不可能的。同時，外部工作環(huán)境的變化，控制系統(tǒng)中元器件的老化或損壞和各種不可測干擾，所有這些因素使得描述被控對象的數(shù)學(xué)模型和實際對象之間不可避免的存在一定的誤差。這種誤差往往可以看成是系統(tǒng)模型的一種不確定性。同時，許多實際系統(tǒng)中，不可避免地存在著時滯。不確定性和時滯的存在，造成了系統(tǒng)控制無論在理論分析上還是工程實際中都有特殊的困難，并且實踐證明，系統(tǒng)中時滯的存在常常是系統(tǒng)性能變

2、差和系統(tǒng)不穩(wěn)定的主要原因。而魯棒H∞控制方法正是處理系統(tǒng)模型不確定性的有效方法。H∞控制理論是一種頻域與時域相結(jié)合的方法，它能夠適用于含不確定性H∞控制系統(tǒng)的魯棒設(shè)計。 從控制理論角度看，Internet的擁塞控制可以看作是一個具有不確定性和通信時延的非線性反饋系統(tǒng)。因此可以應(yīng)用H∞控制理論系統(tǒng)分析計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生擁塞的機理，并進行相應(yīng)的擁塞控制策略的設(shè)計。本文基于H∞控制理論，對魯棒性H∞AQM控制器的設(shè)計進行研究，主要研究成果

3、如下： 1)討論了一類不確定時滯系統(tǒng)的魯棒H∞控制問題?；贚ypaunov穩(wěn)定性原理，采用新導(dǎo)出的二次型積分Lypaunov函數(shù)，通過求解一個線性矩陣不等式得出該系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)和H∞控制器。 2)利用流體模型描述網(wǎng)絡(luò)中支持主動隊列管理的路由器TCP流的動力學(xué)性質(zhì)。將網(wǎng)絡(luò)中的流看做流體，應(yīng)用Poisson計算器推導(dǎo)TCP流模型的隨機微分方程。同時，推導(dǎo)出描述AQM策略和路由器排隊過程的方程組。 3)給出了魯棒H∞

4、在AQM控制中的幾種不同的方法，即魯棒輸出反饋AQM控制，基于降階的AQM控制和基于丟包率的魯棒AQM控制，其對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如RTT、連接數(shù)和鏈路容量等的變化均有較好的魯棒性。其中，魯棒輸出反饋AQM控制和基于降階的AQM控制均用一個魯棒觀測器來避免傳輸窗口的直接測量。后者考慮控制器中的RTT時滯，對時滯系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制器進行適當(dāng)魯棒降階；基于丟包率的魯棒AQM控制通過測量最近的丟包率，將其作為對隊列長度的補充，使得丟包率動態(tài)適應(yīng)丟包概率