具有状态相关相关衰落信道的工业网络控制系统最优协同设计

本文研究工业网络控制系统（NCS）的协同设计问题，其中物理系统经无线衰落信道受控。具体而言，所考虑的无线信道还随机依赖于工业工作空间中移动机械的物理状态。本文将移动机械建模为马尔可夫决策过程，而将相关衰落信道的特性建模为二元随机过程，其概率测度是移动机械物理状态与信道传输功率两者的函数。在此类状态相关衰落信道模型下，首先导出确保 NCS 随机安全的充分条件。利用导出的安全条件，将该协同设计问题表述为约束联合优化问题，寻求最优控制与传输功率策略，在无限时间域内同时最小化通信与控制代价。本文表明，此类最优协同设计策略可通过对凸规划求解高效获得。还给出了由叉车与网络直流电机系统组成的工业 NCS 模型的仿真结果，以说明并验证所提协同设计求解框架的优势与有效性。