【技术实现步骤摘要】
基于能量收集无线传感器执行器网络控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及网络化控制
，尤其涉及一种基于能量收集无线传感器执行器网络控制方法及装置。
技术介绍
[0002]无线传感器和执行器网络(WSAN)通常由传感器、控制器和执行器组成的最关键的无线通信应用之一。无线传感器网络具有空间分布节点的特性，能够感知、通信、计算和缓存，满足高可靠性和低时延的需求。通过合理的资源分配和控制策略设计，闭环反馈控制网络可以实现高效的信息共享和能耗管理。目前，WSAN已经成为物联网、车联网、智慧城市等各种应用领域极具吸引力的研究课题。
[0003]WSAN利用无线网络提供信息共享、资源利用和系统控制。随着连接设备和传感器节点数量的增加，WSAN仍然存在一些挑战。第一个问题是结合无线网络特征的控制策略设计。无线传感器网络内的无线通信引入了无线通信特征，例如网络引起的时延、丢包和噪声干扰等。然而，许多研究总是忽略了这些特征。实际上，通信时延等问题通常会导致闭环系统性能下降，甚至导致不稳定。因此，在无线通信特征不完美的条件下，确保...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于能量收集无线传感器执行器网络控制方法，其特征在于，包括：基于无线传感器和执行器网络WSANs的传感器采集所述WSANs所控制的平台的状态信息，以供所述WSANs中的控制器根据所述状态信息、所述WSANs的通信时延及所收集的能量生成控制策略，所述WSANs中的执行器根据所述控制策略控制所述平台并构建用于具有采集能量功能的所述控制器的能量消耗模型，并在所述网络控制过程中将控制时间分割成多个控制周期；获取所述状态信息和所述控制策略之间的关联关系，并获取任一控制周期在采样间隔进行传输控制信号的过程中所述WSANs中控制器的功耗，根据所述WSANs中控制器的功耗构建目标函数；根据所述关联关系和所述目标函数，获取所述WSANs的最优控制策略，并计算在所述最优控制策略下所述采样间隔进行传输控制信号的过程中的所述WSANs中控制器的功耗，在每个控制周期初始时根据所述控制器采集的能量和所述能量消耗模型得到最优采样间隔，将所述WSANs中传感器状态信息在所述最优控制策略下按最优采样间隔进行采集。2.根据权利要求1所述的基于能量收集无线传感器执行器网络控制方法，其特征在于，所述状态信息和所述控制策略之间的关联关系为：x
i+1,k
＝A0x
i,k
+B1u
i,k
+B2u
i
‑
1,k
；其中，x
i+1,k
表示第k个控制周期的第i+1个采样时刻点所述传感器采集的状态信息，x
i,k
表示第k个控制周期的第i个采样时刻点所述传感器采集的状态信息，u
i,k
表示所述控制器在第k个控制周期的第i个采样时刻点采集的所述状态信息和所述通信时延生成的控制策略，u
i
‑
1,k
表示所述控制器在第k个控制周期的第i
‑
1个采样时刻点采集的所述状态信息和所述通信时延生成的控制策略，A0、B1和B2为系统固有系数。3.根据权利要求2所述的基于能量收集无线传感器执行器网络控制方法，其特征在于，所述获取任一控制周期在采样间隔进行传输控制信号的过程中所述WSANs中控制器的功耗，其公式如下：其中，代表WSANs在第k个控制周期所述控制策略从所述WSANs中控制器传递到下一个所述传感器节点的过程中所述控制器的功耗，M
k
表示第k个控制周期的采样时刻点的总数量，u
i,k
表示所述控制器在第k个控制周期下第i个采样时刻点采集的所述状态信息和所述通信时延生成的控制策略，表示u
i,k
的转置，d是发送所述控制策略的控制器和下一个所述传感器节点之间的传输距离，r∈[2,4]是信号衰减因子，λ和μ分别是由路径损耗和信号幅度确定的参数。4.根据权利要求1所述的基于能量收集无线传感器执行器网络控制方法，其特征在于，根据所述WSANs中控制器的功耗构建目标函数，包括：基于第k个控制周期所述WSANs控制器所收集能量、所述WSANs控制器的剩余能量及所述WSANs中控制器的功耗构建控制器剩余能量更新模型；基于所述控制器剩余能量更新模型和所述WSA...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朱伟，刘志成，徐梦娇，方超，孙阳，李萌，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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