面向IIoT系统的无限时域最优无线控制：基于共享状态依赖衰落信道
系统与控制
2025-03-26 v2 系统与控制
摘要
由多环无线控制系统（WCS）和移动代理系统（MAS）组成的异构系统在工业物联网系统中十分常见。在这些系统中，移动代理的位置可能导致对WCS控制所依赖的无线信道产生阴影衰落，从而显著损害其性能，要求WCS和MAS之间进行联合协调。这种协调引入了不同的时间步长和由逻辑组件和连续组件构成的混合状态空间。本文聚焦于针对MAS进行无限时域最优控制，以确保WCS性能的同时最小化受安全约束限制的异构系统的平均成本。构建了状态依赖衰落信道模型，以捕捉传输链路之间的干扰以及移动代理运动对无线传输成功的影响。为了解决异构系统动力学问题，将最优控制问题形式化为MAS的受约束集合稳定问题，通过建立WCS的Lyapunov-like性能的必要充分条件来确定预期衰减率。运用矩阵半张量积，构建受约束的最优状态转换图以编码受约束的系统动力学及目标函数，从而将问题简化为图上的最小均值循环问题。通过研究图的属性，证明了可行性，并提出了一种有效的算法用于构建最优输入序列。提供了一个示例来演示所提出方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2408.15492,
title = {Infinite-Horizon Optimal Wireless Control Over Shared State-Dependent Fading Channels for IIoT Systems},
author = {Shuling Wang and Peizhe Li and Shanying Zhu and Cailian Chen and Xinping Guan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.15492},
year = {2025}
}