一種模糊Smith預估控制系統(tǒng)下RED算法的分析研究.pdf

1、目前，網(wǎng)絡擁塞算法主要在源端、網(wǎng)絡端和基于控制論這三個領域。本文是基于控制論這個領域進行研究。論文在介紹網(wǎng)絡擁塞的概念、原因和研究狀況的基礎上，分析常見的擁塞算法和控制模型，提出對模糊Smith預估控制器內(nèi)模結(jié)構(gòu)中PID控制器的參數(shù)取值進行優(yōu)化，加強控制器的穩(wěn)定性，緊接著提出增加時滯項的預估模型，來減小控制器在網(wǎng)絡系統(tǒng)中的大時滯誤差補償。然后，將改進后的控制器應用于RED算法中，并對RED算法進行改進。其主要工作如下:
　　(1)

2、為提高模糊Smith預估控制器的穩(wěn)定性，引入粒子群算法應用于模糊Smith預估控制器中。在分析控制器內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)中參數(shù)kp、ki和kd取值情況對控制器穩(wěn)定性影響的基礎上，結(jié)合內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)的特點，用粒子群算法中的目標自適應函數(shù)對參數(shù)進行迭代優(yōu)化。通過理論分析和仿真實驗的結(jié)果表明，優(yōu)化后的參數(shù)的值kp、ki和kd能使內(nèi)?？刂破鞯妮敵鼋Y(jié)果u(t)和e(t)情況更加穩(wěn)定。
　　(2)為提高模糊Smith預估控制系統(tǒng)對網(wǎng)絡延時預估的精確度，

3、避免因延時估計誤差而導致網(wǎng)絡“空采樣”或“多采樣”，提出對閉環(huán)鏈路中純時滯項tp進行預估。基于模糊Smith預估控制系統(tǒng)閉環(huán)鏈路傳遞函數(shù)的分母中時滯項tp不能被消除，在網(wǎng)絡抖動較大時，tp會對鏈路的延時產(chǎn)生影響，通過設計預估模型tpm，可降低這種影響。閉環(huán)鏈路的公式推導和實驗仿真結(jié)果表明，該改進方案能在一定程度上減小了鏈路中延時帶來的誤差，提高預估的準確性。
　　(3)為降低RED算法的丟包率，提出將改進的模糊Smith預估控制器

4、應用于RED算法中，對其長度和丟包率進行改進。由于RED算法的丟包率受其隊列長度的影響，因此，要減小丟包率，就必須控制隊列長度保持相對穩(wěn)定的范圍。本文充分利用改進的模糊Smith預估控制系統(tǒng)具有較好補償調(diào)控的特點，將RED算法的隊列長度用該控制器進行處理。但隊列長度在處理的過程中，控制系統(tǒng)中的模糊規(guī)則對已丟失的數(shù)據(jù)包也進行計算，這就導致丟包率誤差增加。為減小該誤差，本文引入鏈路數(shù)據(jù)包的生存時間TTL作為控制器中PSO算法的粒子權(quán)重，從而