網絡化系統集成優化控制的實現
論文關健飼:網絡化系統 集成優化方法 復雜系統
論文摘要:提出了網絡化系統集成優化拉制問題，對網絡化系統的集成優化控制方法及其實現進行了分析和研究，并對網絡化系統集成優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
復雜系統的優化控制問題是近年來研究工作的熱點之一，傳統的動態大系統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的最優控制。RobertS針對實際和模型存在差異的情況下[l]，首先提出了動態系統優化與參數估計集成(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控制向題和參數估計問題，獲得實際問題的真實最優解。將非線性動態大系統遞階控制方法與動態系統優化與參數估計集成方法相結合可形成非線性動態大系統DISOPE算法。
Becerra和Robelts針對連續非線性動態大系統給出了一種遞階DISOPE算法[3]，文[4.5]則提出了非線性離散動態大系統的兩種遞階優化方法，來求解實際非線性離散動態大系統的最優控制。實際中的大系統或復雜系統往往具有分布的區域性和網絡化性等特征，同時，隨著網絡技術和自動控制技術的發展，網絡下自動化技術得到了飛速的發展[6.7]，為網絡化系統的集成優化控制問題的研究創造了條件。
1網絡化系統及其集成優化控制問題
1.1網絡化系統及其特征
復雜系統往往具有分布的區域性和網絡性等特征，本文研究的對象網絡化系統是指網絡化的復雜系，即網絡環境下的復雜系統，其特征是通過計算機絡將各子系統相連構成一個網絡化的復雜大系統，絡環境可以是局域網或是btemet網絡。隨著計算網絡及其技術的發展，網絡通訊得到了極大的提，網絡的規模也得到了大大地提升，使得原來分散較難實現的數據輸出和交換，可以在一個“貫通”的絡環境中實現，其信息的傳輸均依賴網絡進行。本研究的網絡化系統的集成優化控制是指對網絡環下復雜系統的集成優化控制。
1.2網絡化系統的集成優化控制問題
實際系統中的優化問題無處不在，同時由于計算機網絡及其技術的發展，使得分散的、具有區域特征的復雜系統形成了具有鮮明特征的網絡化系統，對網絡化系統的集成優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。本文就是將集成優化控制方法與網絡自動化技術相結合，對網絡化系統的集成優化控制方法進行了研究。
網絡化系統的集成優化控制問題可以描述為:針對網絡環境下的復雜系統，將集成優化控制方法與網絡自動化技術相結合，對網絡化系統進行集成優化控制，獲得網絡環境下復雜系統的優化解。
2網絡化系統集成優化控制的實現
2.1網絡化系統集成優化控制算法及其實現
網絡化系統的集成優化控制方法就是將復雜系統的集成優化控制方法和網絡自動化技術相結合，用來解決網絡化復雜系統的優化控制問題，使其在難以建模、系統具有網絡化和區域化等情況下，獲得滿意的優化控制結果。網絡化系統集成優化控制方法的特點是引人了網絡回路，在優化算法中引人了一些不確定因素，其優化控制更加依賴于網絡系統和網絡技術。網絡化系統集成優化控制的關鍵技術在于動態系統優化與參數估計集成優化方法的實現和網絡信息傳輸，借助于動態系統集成優化控制技術和網絡自動化技術可實現網絡化系統的集成優化控制，可以基于局域網或Intemet實現。基于局域網的網絡化系統集成優化控制的示意圖如下圖所示。
2.2網絡化系統集成優化控制的特征
對一個動態優化控制方法，除了給出優化算法，還需要對其性能進行分析，只有這樣才能保證優化方法的實施。網絡化系統的集成優化控制方法的性能包括實時性、最優性、收斂性及其魯棒性等。
2.2.1實時性
在引人網絡之前，針對跨區域的復雜系統，其優化控制的實施是很困難的，即使能夠，其實時性也難以保證。網絡化系統集成優化控制方法由于借助于網絡技術來實施集成優化控制，可以較好地解決跨區域復雜系統集成優化控制的實時性問題。
2.2.2最優性
算法最優性是指在算法收斂的情況下，收斂解是否實際系統的最優解。對于網絡化系統集成優化控制方法，在最優解存在且唯一等假設條件下，若算法收斂，則收斂解滿足最優性必要條件，即所得優化解是實際系統的真實最優解。
2.2.3收敢性
網絡化系統集成優化控制方法需要實施，首先要求其優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。對于網絡化系統的集成優化控制方法，其優化的框架沒有改變，只是引人了網絡回路，利用算法映射及壓縮映射原理，通過分析可以獲得保證優化算法收斂的條件。
2.2.4魯棒性
網絡化系統集成優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，優化算法保持其收斂性，并收斂到最優解的能力。網絡化系統的集成優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的真實最優解，對模型的結構和參數具有較強的魯棒性。
網絡化系統的集成優化控制方法是一種基于網絡下的集成優化控制方法，計算機網絡的信息的安全問題必然影響到系統集成優化控制的實施。因此，對網絡化系統集成優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絡化系統的集成優化控制的順利實施。網絡化系統集成優化控制中的信息安全問題可以借助于計算機網絡的信息安全對策予以解決。
網絡化系統的集成優化控制方法為解決區域性復雜系統的優化控制提供了一種新思路，該方法具有以下優越性:
l)由于網絡化系統的集成優化控制方法本質是采用動態大系統的DISOPE遞階優化方法，這樣就使得網絡化系統的集成優化控制在不需要復雜系統的精確數學模型的情況下，就可以獲得實際系統的真實最優解;
2)網絡化系統的集成優化控制方法為解決跨區域性的復雜系統的優化控制提供了一種可靠的實現途徑和形式。同時由于網絡自動化技術的發展和網絡信息傳輸實時性的提高，使得實時地解決區域性的復雜系統的優化控制成為可能。
3結束語
本文將大系統的遞階DISOPE集成優化控制方法與網絡自動化技術相結合，對網絡化系統的集成優化控制方法進行了研究和探討，為在網絡環境下實現分散性復雜系統的優化控制問題提供了一種可靠的實現途徑，研究具有重要的理論意義和實際應用價值。文中提出了網絡化系統集成優化控制向題，對網絡化系統的集成優化控制方法及其實現進行了分析和研究，并對網絡化系統的集成優化控制的實時性、最優性、收斂性和魯棒性進行了探討，并對網絡化系統的集成優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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