基于比例积分控制器的分布式动态带宽分配算法

来源：计算机应用杂志2015年第3期北京时间：

作者：赵海军, 李敏, 李明东, 蒲斌

单位：1. 西华师范大学 计算机学院, 四川 南充 637009;2. 成都电业局信息通信公司 综合技术组, 成都 610040

摘要：针对公平、有效分配地理上呈分布式的控制系统带宽的问题,提出了一种分布式的动态带宽分配算法。首先把这种带宽分配问题构建为一个凸优化问题,使全部控制系统的效用最大化;再采用分布式带宽分配算法思想,使得控制系统基于网络反馈的拥塞信息改变其采样周期,得到可利用的最大采样速率或最大传输速率;然后把控制系统和链路之间的相互作用建模为一个时延动态系统,并采用比例积分(PI)控制器作为链路队列控制器来实现算法。仿真结果表明,所提带宽分配算法不仅能够使全部设备的传输速率在10 s内收敛到全部设备均等共享的链路带宽值;同时对于PI控制器来说,其队列稳定在期望设置点50个数据包左右,而且能够准确、稳定地跟踪输入信号,使全部控制系统的性能最大化。

关键词：效用函数,带宽分配,分布式控制系统,闭环回路

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61379019);西华师范大学基本科研业务费专项资金资助项目(14C002)