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網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實現(xiàn)
論文關健飼:網(wǎng)絡化系統(tǒng) 集成優(yōu)化方法 復雜系統(tǒng)
論文摘要:提出了網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化拉制問題，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法及其實現(xiàn)進行了分析和研究，并對網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法的性能分析、方法實施中的信息安全及其實際應用問題進行了探討。
引言
復雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問題是近年來研究工作的熱點之一，傳統(tǒng)的動態(tài)大系統(tǒng)遞階控制都是在精確模型的前提下獲得的，然而許多實際系統(tǒng)的模型僅僅是實際的某種近似，精確模型難以獲得，從而難以獲得實際系統(tǒng)的最優(yōu)控制。RobertS針對實際和模型存在差異的情況下[l]，首先提出了動態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)估計集成(Dynamic Integrated System Optimization and Parameter Estimation簡稱DISOPE)方法，該方法通過迭代求解基于模型最優(yōu)控制向題和參數(shù)估計問題，獲得實際問題的真實最優(yōu)解。將非線性動態(tài)大系統(tǒng)遞階控制方法與動態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)估計集成方法相結合可形成非線性動態(tài)大系統(tǒng)DISOPE算法。
Becerra和Robelts針對連續(xù)非線性動態(tài)大系統(tǒng)給出了一種遞階DISOPE算法[3]，文[4.5]則提出了非線性離散動態(tài)大系統(tǒng)的兩種遞階優(yōu)化方法，來求解實際非線性離散動態(tài)大系統(tǒng)的最優(yōu)控制。實際中的大系統(tǒng)或復雜系統(tǒng)往往具有分布的區(qū)域性和網(wǎng)絡化性等特征，同時，隨著網(wǎng)絡技術和自動控制技術的發(fā)展，網(wǎng)絡下自動化技術得到了飛速的發(fā)展[6.7]，為網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問題的研究創(chuàng)造了條件。
1網(wǎng)絡化系統(tǒng)及其集成優(yōu)化控制問題
1.1網(wǎng)絡化系統(tǒng)及其特征
復雜系統(tǒng)往往具有分布的區(qū)域性和網(wǎng)絡性等特征，本文研究的對象網(wǎng)絡化系統(tǒng)是指網(wǎng)絡化的復雜系，即網(wǎng)絡環(huán)境下的復雜系統(tǒng)，其特征是通過計算機絡將各子系統(tǒng)相連構成一個網(wǎng)絡化的復雜大系統(tǒng)，絡環(huán)境可以是局域網(wǎng)或是btemet網(wǎng)絡。隨著計算網(wǎng)絡及其技術的發(fā)展，網(wǎng)絡通訊得到了極大的提，網(wǎng)絡的規(guī)模也得到了大大地提升，使得原來分散較難實現(xiàn)的數(shù)據(jù)輸出和交換，可以在一個“貫通”的絡環(huán)境中實現(xiàn)，其信息的傳輸均依賴網(wǎng)絡進行。本研究的網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制是指對網(wǎng)絡環(huán)下復雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制。
1.2網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問題
實際系統(tǒng)中的優(yōu)化問題無處不在，同時由于計算機網(wǎng)絡及其技術的發(fā)展，使得分散的、具有區(qū)域特征的復雜系統(tǒng)形成了具有鮮明特征的網(wǎng)絡化系統(tǒng)，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問題進行研究具有重要的理論意義和實際應用價值。本文就是將集成優(yōu)化控制方法與網(wǎng)絡自動化技術相結合，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法進行了研究。
網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制問題可以描述為:針對網(wǎng)絡環(huán)境下的復雜系統(tǒng)，將集成優(yōu)化控制方法與網(wǎng)絡自動化技術相結合，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)進行集成優(yōu)化控制，獲得網(wǎng)絡環(huán)境下復雜系統(tǒng)的優(yōu)化解。
2網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實現(xiàn)
2.1網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制算法及其實現(xiàn)
網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法就是將復雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法和網(wǎng)絡自動化技術相結合，用來解決網(wǎng)絡化復雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問題，使其在難以建模、系統(tǒng)具有網(wǎng)絡化和區(qū)域化等情況下，獲得滿意的優(yōu)化控制結果。網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法的特點是引人了網(wǎng)絡回路，在優(yōu)化算法中引人了一些不確定因素，其優(yōu)化控制更加依賴于網(wǎng)絡系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的關鍵技術在于動態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)估計集成優(yōu)化方法的實現(xiàn)和網(wǎng)絡信息傳輸，借助于動態(tài)系統(tǒng)集成優(yōu)化控制技術和網(wǎng)絡自動化技術可實現(xiàn)網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制，可以基于局域網(wǎng)或Intemet實現(xiàn)�；诰钟蚓W(wǎng)的網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的示意圖如下圖所示。
2.2網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的特征
對一個動態(tài)優(yōu)化控制方法，除了給出優(yōu)化算法，還需要對其性能進行分析，只有這樣才能保證優(yōu)化方法的實施。網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法的性能包括實時性、最優(yōu)性、收斂性及其魯棒性等。
2.2.1實時性
在引人網(wǎng)絡之前，針對跨區(qū)域的復雜系統(tǒng)，其優(yōu)化控制的實施是很困難的，即使能夠，其實時性也難以保證。網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法由于借助于網(wǎng)絡技術來實施集成優(yōu)化控制，可以較好地解決跨區(qū)域復雜系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實時性問題。
2.2.2最優(yōu)性
算法最優(yōu)性是指在算法收斂的情況下，收斂解是否實際系統(tǒng)的最優(yōu)解。對于網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法，在最優(yōu)解存在且唯一等假設條件下，若算法收斂，則收斂解滿足最優(yōu)性必要條件，即所得優(yōu)化解是實際系統(tǒng)的真實最優(yōu)解。
2.2.3收敢性
網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法需要實施，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，針對不同的算法其收斂性條件有所不同。對于網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法，其優(yōu)化的框架沒有改變，只是引人了網(wǎng)絡回路，利用算法映射及壓縮映射原理，通過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)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制方法的魯棒性問題是指在存在這樣那樣擾動的情況下，優(yōu)化算法保持其收斂性，并收斂到最優(yōu)解的能力。網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法在不需要實際過程的精確模型的情況下可以獲得實際系統(tǒng)的真實最優(yōu)解，對模型的結構和參數(shù)具有較強的魯棒性。
網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法是一種基于網(wǎng)絡下的集成優(yōu)化控制方法，計算機網(wǎng)絡的信息的安全問題必然影響到系統(tǒng)集成優(yōu)化控制的實施。因此，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制中的信息安全問題及其對策進行分析和研究是十分必要的，只有這樣才能保證網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制的順利實施。網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制中的信息安全問題可以借助于計算機網(wǎng)絡的信息安全對策予以解決。
網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法為解決區(qū)域性復雜系統(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)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法本質(zhì)是采用動態(tài)大系統(tǒng)的DISOPE遞階優(yōu)化方法，這樣就使得網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制在不需要復雜系統(tǒng)的精確數(shù)學模型的情況下，就可以獲得實際系統(tǒng)的真實最優(yōu)解;
2)網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法為解決跨區(qū)域性的復雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制提供了一種可靠的實現(xiàn)途徑和形式。同時由于網(wǎng)絡自動化技術的發(fā)展和網(wǎng)絡信息傳輸實時性的提高，使得實時地解決區(qū)域性的復雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制成為可能。
3結束語
本文將大系統(tǒng)的遞階DISOPE集成優(yōu)化控制方法與網(wǎng)絡自動化技術相結合，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法進行了研究和探討，為在網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)分散性復雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問題提供了一種可靠的實現(xiàn)途徑，研究具有重要的理論意義和實際應用價值。文中提出了網(wǎng)絡化系統(tǒng)集成優(yōu)化控制向題，對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制方法及其實現(xiàn)進行了分析和研究，并對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制的實時性、最優(yōu)性、收斂性和魯棒性進行了探討，并對網(wǎng)絡化系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制實施行中的信息安全問題以及實際應用問題進行了研究和探討。
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