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Control Vector Selection for Extended Packetized Predictive Control in Wireless Networked Control Systems 무선 네트워크 제어 시스템의 확장된 패킷 예측 제어를 위한 제어 벡터 선택

Keisuke NAKASHIMA, Takahiro MATSUDA, Masaaki NAGAHARA, Tetsuya TAKINE

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요약 :

우리는 컨트롤러(CL), 제어 대상(CO) 및 기타 장치가 무선 네트워크를 통해 연결되는 무선 네트워크 제어 시스템(WNCS)을 연구합니다. WNCS에서는 무선 네트워크의 폭증적인 패킷 손실과 무작위 지연으로 인해 CO가 불안정해질 수 있습니다. 이러한 네트워크로 인한 영향을 줄이기 위해 우리는 다음을 활용합니다. 패킷화된 예측 제어 (PPC) 방식은 버스티한 패킷 손실을 보상하기 위한 미래 제어 벡터를 수신 수평 방식으로 생성하여 패킷으로 묶어 CO 단위로 전송하는 방식입니다. 본 논문에서는 무작위 지연과 버스티 패킷 손실을 보상하기 위해 PPC 방법을 확장합니다. 확장된 PPC 방법에서는 많은 제어 벡터를 생성하면 두 가지 문제에 대한 견고성이 향상되는 동시에 무선 네트워크의 트래픽이 증가합니다. 따라서 우리는 단일 패킷 전송의 제약 하에서 강인성을 효과적으로 향상시키기 위해 제어 벡터 선택을 고려합니다. 먼저 CO가 수신한 제어 벡터의 입력 전략을 재고하고 해당 전략에 적합한 제어 벡터 선택 방식을 제안합니다. 우리의 선택 방식에서는 왕복 지연의 추정된 평균과 분산을 기반으로 제어 벡터가 선택됩니다. 또한, 상태 추정을 위한 정보가 부족하여 CL이 CO의 상태를 잘못 인식할 수 있는 문제를 해결합니다. 시뮬레이션 결과는 우리의 선택 방식이 CO 상태의 2-norm 측면에서 버스티 패킷 손실과 지연 모두에 대해 더 높은 견고성을 달성한다는 것을 보여줍니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E103-B No.7 pp.748-758
발행일
2020/07/01
공개일
2020/01/15
온라인 ISSN
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2019EBP3209
원고의 종류
PAPER
범주
네트워크

작성자

Keisuke NAKASHIMA
  Graduate School of Engineering, Osaka University
Takahiro MATSUDA
  Tokyo Metropolitan University
Masaaki NAGAHARA
  The University of Kitakyushu
Tetsuya TAKINE
  Graduate School of Engineering, Osaka University

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