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網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實(shí)現(xiàn)
論文關(guān)健飼:網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 集成優(yōu)化方法 復(fù)雜系統(tǒng)
論文摘要:提出了網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化拉制問(wèn)題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法及其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和研究，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法的性能分析、方法實(shí)施中的信息安全及其實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探討。
引言
復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問(wèn)題是近年來(lái)研究工作的熱點(diǎn)之一，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)遞階控制都是在精確模型的前提下獲得的，然而許多實(shí)際系統(tǒng)的模型僅僅是實(shí)際的某種近似，精確模型難以獲得，從而難以獲得實(shí)際系統(tǒng)的最優(yōu)控制。RobertS針對(duì)實(shí)際和模型存在差異的情況下[l]，首先提出了動(dòng)態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)估計(jì)集成(Dynamic Integrated System Optimization and Parameter Estimation簡(jiǎn)稱(chēng)DISOPE)方法，該方法通過(guò)迭代求解基于模型最優(yōu)控制向題和參數(shù)估計(jì)問(wèn)題，獲得實(shí)際問(wèn)題的真實(shí)最優(yōu)解。將非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)遞階控制方法與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)估計(jì)集成方法相結(jié)合可形成非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)DISOPE算法。
Becerra和Robelts針對(duì)連續(xù)非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)給出了一種遞階DISOPE算法[3]，文[4.5]則提出了非線(xiàn)性離散動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)的兩種遞階優(yōu)化方法，來(lái)求解實(shí)際非線(xiàn)性離散動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)的最優(yōu)控制。實(shí)際中的大系統(tǒng)或復(fù)雜系統(tǒng)往往具有分布的區(qū)域性和網(wǎng)絡(luò)化性等特征，同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)下自動(dòng)化技術(shù)得到了飛速的發(fā)展[6.7]，為網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問(wèn)題的研究創(chuàng)造了條件。
1網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)及其集成優(yōu)化控制問(wèn)題
1.1網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)及其特征
復(fù)雜系統(tǒng)往往具有分布的區(qū)域性和網(wǎng)絡(luò)性等特征，本文研究的對(duì)象網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)是指網(wǎng)絡(luò)化的復(fù)雜系，即網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的復(fù)雜系統(tǒng)，其特征是通過(guò)計(jì)算機(jī)絡(luò)將各子系統(tǒng)相連構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的復(fù)雜大系統(tǒng)，絡(luò)環(huán)境可以是局域網(wǎng)或是btemet網(wǎng)絡(luò)。隨著計(jì)算網(wǎng)絡(luò)及其技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊得到了極大的提，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也得到了大大地提升，使得原來(lái)分散較難實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)輸出和交換，可以在一個(gè)“貫通”的絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，其信息的傳輸均依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。本研究的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制是指對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)下復(fù)雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制。
1.2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問(wèn)題
實(shí)際系統(tǒng)中的優(yōu)化問(wèn)題無(wú)處不在，同時(shí)由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其技術(shù)的發(fā)展，使得分散的、具有區(qū)域特征的復(fù)雜系統(tǒng)形成了具有鮮明特征的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問(wèn)題進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文就是將集成優(yōu)化控制方法與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法進(jìn)行了研究。
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問(wèn)題可以描述為:針對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的復(fù)雜系統(tǒng)，將集成優(yōu)化控制方法與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)進(jìn)行集成優(yōu)化控制，獲得網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化解。
2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實(shí)現(xiàn)
2.1網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制算法及其實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法就是將復(fù)雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)化復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問(wèn)題，使其在難以建模、系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)化和區(qū)域化等情況下，獲得滿(mǎn)意的優(yōu)化控制結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法的特點(diǎn)是引人了網(wǎng)絡(luò)回路，在優(yōu)化算法中引人了一些不確定因素，其優(yōu)化控制更加依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的關(guān)鍵技術(shù)在于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)估計(jì)集成優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，借助于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)集成優(yōu)化控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制，可以基于局域網(wǎng)或Intemet實(shí)現(xiàn)。基于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的示意圖如下圖所示。
2.2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的特征
對(duì)一個(gè)動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法，除了給出優(yōu)化算法，還需要對(duì)其性能進(jìn)行分析，只有這樣才能保證優(yōu)化方法的實(shí)施。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法的性能包括實(shí)時(shí)性、最優(yōu)性、收斂性及其魯棒性等。
2.2.1實(shí)時(shí)性
在引人網(wǎng)絡(luò)之前，針對(duì)跨區(qū)域的復(fù)雜系統(tǒng)，其優(yōu)化控制的實(shí)施是很困難的，即使能夠，其實(shí)時(shí)性也難以保證。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法由于借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)施集成優(yōu)化控制，可以較好地解決跨區(qū)域復(fù)雜系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。
2.2.2最優(yōu)性
算法最優(yōu)性是指在算法收斂的情況下，收斂解是否實(shí)際系統(tǒng)的最優(yōu)解。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法，在最優(yōu)解存在且唯一等假設(shè)條件下，若算法收斂，則收斂解滿(mǎn)足最優(yōu)性必要條件，即所得優(yōu)化解是實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)最優(yōu)解。
2.2.3收敢性
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法需要實(shí)施，首先要求其優(yōu)化控制算法是收斂的，收斂性就是研究算法收斂的條件，針對(duì)不同的算法其收斂性條件有所不同。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法，其優(yōu)化的框架沒(méi)有改變，只是引人了網(wǎng)絡(luò)回路，利用算法映射及壓縮映射原理，通過(guò)分析可以獲得保證優(yōu)化算法收斂的條件。
2.2.4魯棒性
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法的魯棒性問(wèn)題是指在存在這樣那樣擾動(dòng)的情況下，優(yōu)化算法保持其收斂性，并收斂到最優(yōu)解的能力。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法在不需要實(shí)際過(guò)程的精確模型的情況下可以獲得實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)最優(yōu)解，對(duì)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)具有較強(qiáng)的魯棒性。
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法是一種基于網(wǎng)絡(luò)下的集成優(yōu)化控制方法，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息的安全問(wèn)題必然影響到系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實(shí)施。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制中的信息安全問(wèn)題及其對(duì)策進(jìn)行分析和研究是十分必要的，只有這樣才能保證網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制的順利實(shí)施。網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制中的信息安全問(wèn)題可以借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息安全對(duì)策予以解決。
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法為解決區(qū)域性復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制提供了一種新思路，該方法具有以下優(yōu)越性:
l)由于網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法本質(zhì)是采用動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)的DISOPE遞階優(yōu)化方法，這樣就使得網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制在不需要復(fù)雜系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型的情況下，就可以獲得實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)最優(yōu)解;
2)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法為解決跨區(qū)域性的復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制提供了一種可靠的實(shí)現(xiàn)途徑和形式。同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸實(shí)時(shí)性的提高，使得實(shí)時(shí)地解決區(qū)域性的復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制成為可能。
3結(jié)束語(yǔ)
本文將大系統(tǒng)的遞階DISOPE集成優(yōu)化控制方法與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法進(jìn)行了研究和探討，為在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)分散性復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問(wèn)題提供了一種可靠的實(shí)現(xiàn)途徑，研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。文中提出了網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制向題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法及其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析和研究，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制的實(shí)時(shí)性、最優(yōu)性、收斂性和魯棒性進(jìn)行了探討，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制實(shí)施行中的信息安全問(wèn)題以及實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了研究和探討。
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