C-V2X环境下基于队友模型的多智能体通信切换优化

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作者 刘冰艺 王东东 +3 位作者 施海勇 王恩澍 吴黎兵 汪建平 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3806-3820,共15页

蜂窝车联网(cellular vehicle-to-everything,C-V2X)通信技术是未来智能交通系统(intelligent transportation systems,ITS)的重要组成部分.毫米波(millimeter wave,mmWave)作为C-V2X通信技术的主要载体之一,可以为用户提供高带宽.然而... 蜂窝车联网(cellular vehicle-to-everything,C-V2X)通信技术是未来智能交通系统(intelligent transportation systems,ITS)的重要组成部分.毫米波(millimeter wave,mmWave)作为C-V2X通信技术的主要载体之一,可以为用户提供高带宽.然而,由于传播距离有限和对遮挡的敏感性,毫米波基站必须密集部署以维持可靠的通信,这使得智能联网车辆(intelligent connected vehicle,ICV)在行驶过程中不得不频繁地进行通信切换,极易造成局部资源短缺,进而导致服务质量低下和用户体验不佳.为了应对这些挑战,每辆ICV被视为一个智能体,并将ICV的通信切换问题建模为一个合作型多智能体博弈问题.为了解决这一问题,提出了一个基于队友模型的合作型强化学习框架.具体来说,首先设计了一个队友模型,用于量化复杂动态环境下智能体之间的相互依赖关系;接着提出了一种动态权重分配方案,生成了队友间的加权互信息,用于混合网络的输入,旨在帮助队友切换到可以提供良好QoS和QoE的基站,以获得高吞吐量和低通信切换频率.在算法训练过程中,设计了一种激励相容训练算法,旨在协调智能体的个体目标与集体目标的一致性,提升通信吞吐量.实验结果显示,提出的方法在不同规模车辆的场景中均展示出了卓越的性能,相较于现有的基于通信基准方法有13.8%~38.2%的吞吐量提升. 展开更多

关键词 蜂窝车联网 资源分配 通信切换 多智能体强化学习 合作多智能体强化学习

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通信拓扑切换下车辆队列分布式模型预测控制 被引量：10

2

作者 罗捷 鲁良叶 +2 位作者 何德峰 俞立 杜海平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期887-896,共10页

考虑通信拓扑切换下异质非线性车辆队列系统协同控制问题,提出一种能够保证车辆队列稳定和弦稳定的分布式模型预测控制策略.先结合车辆队列动态通信拓扑切换过程,构建与时间相关的图函数,再利用邻居车辆状态信息描述平均协同代价函数,... 考虑通信拓扑切换下异质非线性车辆队列系统协同控制问题,提出一种能够保证车辆队列稳定和弦稳定的分布式模型预测控制策略.先结合车辆队列动态通信拓扑切换过程,构建与时间相关的图函数,再利用邻居车辆状态信息描述平均协同代价函数,并将其引入局部滚动时域优化控制问题.进一步,应用平均停留时间概念和切换系统Lyapunov稳定性理论,建立通信拓扑切换下车辆队列闭环系统的内部稳定性和弦稳定性充分条件.最后通过两组典型交通场景的对比仿真验证本文策略的有效性. 展开更多

关键词 模型预测控制 车辆队列 分布式控制 通信拓扑切换 稳定性

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通信拓扑切换下的预定时间分组协同制导方法 被引量：7

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作者 马文卉 符文星 +2 位作者 方洋旺 刘双喜 梁晓庚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期86-98,共13页

针对通信网络拓扑结构切换下的协同制导问题,提出了一种预定时间协同制导方法(PTCGL),以保证拓扑切换下的预定时间分组收敛。首先,建立三维飞行器协同制导模型和拓扑切换下的分组协同架构:组间利用小组领队飞行器之间的协作实现分组配合... 针对通信网络拓扑结构切换下的协同制导问题,提出了一种预定时间协同制导方法(PTCGL),以保证拓扑切换下的预定时间分组收敛。首先,建立三维飞行器协同制导模型和拓扑切换下的分组协同架构:组间利用小组领队飞行器之间的协作实现分组配合,组内则通过有向通信实现组协同。随后,在通信网络拓扑结构切换的情况下,结合牵制控制和预定时间理论,基于M矩阵假设的牵制分组误差和预定时间尺度函数提出拓扑切换三维预定时间协同制导律。进一步,考虑拓扑切换驻留时间,利用Lyapunov理论证明在通信拓扑切换的情况下,该制导律可实现预定时间收敛。最后,数值仿真结果验证了所提出的协同制导方法可实现在拓扑切换下的预定时间收敛、保证分组协同打击。 展开更多

关键词 三维协同制导 通信拓扑切换 预定时间 分组一致性 驻留时间

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切换通信拓扑条件下的无人机集群构型变换控制 被引量：10

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作者 刘流 梁晓龙 +2 位作者 张佳强 何吕龙 侯岳奇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期996-1002,共7页

研究了在切换通信拓扑条件下的无人机集群构型变换控制问题。基于一致性控制理论,对具有2阶积分特性的无人机集群设计了构型变换控制协议,为使无人机集群能够实现特定构型变换并保持特定速度,在控制协议中引入编队参考向量。给出了在通... 研究了在切换通信拓扑条件下的无人机集群构型变换控制问题。基于一致性控制理论,对具有2阶积分特性的无人机集群设计了构型变换控制协议,为使无人机集群能够实现特定构型变换并保持特定速度,在控制协议中引入编队参考向量。给出了在通信拓扑切换情况下无人机集群实现特定构型变换并保持特定速度的充分必要条件。在通信拓扑图保持连通的条件下,利用Lyapunov稳定性理论证明了无人机集群系统稳定性,并利用代数黎卡提方程理论给出了控制协议中参数矩阵的设计方法。数值仿真结果验证了所设计的控制协议有效性。 展开更多

关键词 无人机 集群系统 切换通信拓扑 构型变换 控制协议

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切换通信拓扑下线性多智能体系统的鲁棒协同输出跟踪控制 被引量：2

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作者 孙玮 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第6期1653-1656,1670,共5页

针对存在外界扰动一类线性多智能体系统,设计了一种鲁棒的分布式输出跟踪控制器。该算法适用于智能体之间的通信拓扑有向且可能时变(切换)的情况。控制器结构包括两部分:第一部分可以保证跟踪误差在理想情况下(不存在外界干扰的情况)一... 针对存在外界扰动一类线性多智能体系统,设计了一种鲁棒的分布式输出跟踪控制器。该算法适用于智能体之间的通信拓扑有向且可能时变(切换)的情况。控制器结构包括两部分:第一部分可以保证跟踪误差在理想情况下(不存在外界干扰的情况)一致指数收敛;另一部分用来抵消或减弱实际存在的外界干扰效应。数学上证明了该控制器可以完全抑制常值干扰的影响,即在存在常值干扰的情况下,跟踪误差依然渐近收敛到零;而对于其他类型的导数有界干扰,通过选择设计参数可以保证跟踪误差的最终界可以任意小。最后,通过一个数值仿真实例,验证了这两方面的结论。 展开更多

关键词 多智能体系统 分布式控制 干扰抑制 切换通信拓扑 干扰估计器

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考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制 被引量：2

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作者 张玉芳 赵婵娟 +2 位作者 程志友 徐恒 宋俊材 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期149-159,共11页

孤岛微电网在运行过程中对其输出电压、频率控制有较高的实时性要求。考虑孤岛微电网运行过程中易受负载投切、通信拓扑切换等多种干扰的影响,提出了一种改进的考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制方法,实现孤岛微电网输出... 孤岛微电网在运行过程中对其输出电压、频率控制有较高的实时性要求。考虑孤岛微电网运行过程中易受负载投切、通信拓扑切换等多种干扰的影响,提出了一种改进的考虑通信拓扑切换的微电网有限时间分布式二级控制方法,实现孤岛微电网输出电压、频率的有限时间调节控制。首先,在传统的有限时间控制算法中加入一项幂指数为1的跟踪误差控制项,构建孤岛微电网有限时间分布式一致性电压、频率控制算法,并且分别建立闭环随机系统模型。其次,通过Lyapunov稳定性判定方法验证所提方法的稳定性,并计算出有限时间上界表达式。最后,在Matlab/Simulink上通过仿真验证了所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 微电网 有限时间 通信拓扑切换 Lyapunov稳定性判定

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线性时滞多智能体系统多类型拓扑切换下的一致性 被引量：3

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作者 张亚霄 陈阳舟 曲晓俊 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期184-189,共6页

针对带有时变时滞协议的连续时间线性高阶多智能体系统在多类型有向通信拓扑切换下的一致性问题进行研究.考虑多智能体系统在可一致与不可一致通信拓扑之间进行切换的情况.通过一个线性变换将该一致性问题等价地转化为一个切换时滞系统... 针对带有时变时滞协议的连续时间线性高阶多智能体系统在多类型有向通信拓扑切换下的一致性问题进行研究.考虑多智能体系统在可一致与不可一致通信拓扑之间进行切换的情况.通过一个线性变换将该一致性问题等价地转化为一个切换时滞系统的稳定性问题.基于切换系统稳定性理论与时滞系统理论,利用平均驻留时间方法分析,以线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)的形式给出多智能体系统达到状态一致的充分条件.数值实例验证了理论分析所得结论的正确性. 展开更多

关键词 多智能体系统 有向切换通信拓扑 时变时滞 线性矩阵不等式 平均驻留时间

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基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构设计 被引量：2

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作者 封锦 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第14期142-144,共3页

为了保障船舶在海上环境中的安全航行,增强数据信息传输稳定性,设计基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构。通过SDN定义的方式,搭建船舶通信体系,完成基于SDN技术的通信切换处理。在此基础上,连接船用电子设备,按照一体化通信的拓扑... 为了保障船舶在海上环境中的安全航行,增强数据信息传输稳定性,设计基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构。通过SDN定义的方式,搭建船舶通信体系,完成基于SDN技术的通信切换处理。在此基础上,连接船用电子设备,按照一体化通信的拓扑结构类型,选择合适的通信接口电路,实现海上船舶现场通信网络架构的搭建与应用。实验结果表明,与异构型通信网络相比,在SDN技术支持下,通信网络架构能够有效增强海上船舶主机之间的数据信息传输稳定性,保障船舶安全航行。 展开更多

关键词 SDN技术 船舶通信 网络架构 通信切换 船用电子设备 通信接口电路

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在DWCS中的位置和方向辅助切换算法 被引量：2

9

作者 李征 王海霞 吴伟陵 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期136-139,共4页

DWCS(分布式无线通信系统)中的切换可分成两类:单天线切换和天线组切换。对选择固定虚拟小区大小方式的DWCS系统,天线组切换方式有较好的性能。为进一步提高切换的性能,一种位置和方向信息辅助的切换算法被提出,而且经过仿真研究其在不... DWCS(分布式无线通信系统)中的切换可分成两类:单天线切换和天线组切换。对选择固定虚拟小区大小方式的DWCS系统,天线组切换方式有较好的性能。为进一步提高切换的性能,一种位置和方向信息辅助的切换算法被提出,而且经过仿真研究其在不同定位精度下的性能,发现在20m以内精度下,该算法将能保持良好的稳定性,从而保证了其在DWCS中的可行性。 展开更多

关键词 分布式无线通信系统:虚拟小区:切换:滞后门限

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短距离室外可见光数字传输系统研究 被引量：9

10

作者 刘建余 于立娟 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第3期744-748,共5页

提出一种基于白光LED的短距离室外可见光数字传输系统,分析可见光室外通信信道特性及影响因素,采用恒流驱动电路实现亮度调节保证LED照度与通信稳定性,利用切换电路实现照明通信间切换,采用差分曼彻斯特编码来避免通信过程LED闪烁和保... 提出一种基于白光LED的短距离室外可见光数字传输系统,分析可见光室外通信信道特性及影响因素,采用恒流驱动电路实现亮度调节保证LED照度与通信稳定性,利用切换电路实现照明通信间切换,采用差分曼彻斯特编码来避免通信过程LED闪烁和保证光信号接收,并进行光路设计便于光路处理和干扰抑制。实验结果表明,系统实现了45 m室外可见光上无差错数字信号传输,工作稳定可靠且抗干扰能力强,为进一步研究室外可见光通信技术提供一定参考。 展开更多

关键词 室外可见光通信 差分曼彻斯特编码 数字传输 光路设计 照明通信切换

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安全监控系统瓦斯电闭锁检测装置设计 被引量：2

11

作者 戴万波 《工矿自动化》 北大核心 2021年第8期121-127,共7页

煤矿安全监控系统多采用基于CAN总线的多主通信机制或基于RS485总线的主从通信机制,通过截取甲烷超限报文时刻和断电器断电报文时刻来计算断电时间。由于不同厂家监控系统通信机制、通信协议各不相同,无法设计统一的瓦斯电闭锁检测方法... 煤矿安全监控系统多采用基于CAN总线的多主通信机制或基于RS485总线的主从通信机制,通过截取甲烷超限报文时刻和断电器断电报文时刻来计算断电时间。由于不同厂家监控系统通信机制、通信协议各不相同,无法设计统一的瓦斯电闭锁检测方法和装置。并且目前针对缩短瓦斯电闭锁断电时间的研究较多,但在瓦斯电闭锁检测方面的研究很少。针对上述问题,基于传感器通信切换和模拟传感器报文发送的检测方法设计了一种安全监控系统瓦斯电闭锁检测装置。传感器通信切换方法不受通信协议和总线形式的限制,检测时采用同一厂家传感器、分站、断电器和安全监控软件,不需要知晓通信协议。该方法操作简单,且不需要厂家配合,适用于采用主从通信机制的瓦斯电闭锁检测。模拟传感器报文发送方法由检测装置模拟甲烷传感器发送报文与分站通信,不需要知晓通信协议,不需要考虑通信机制问题,报文由厂家提供,按照报文发送顺序和次数进行配置。该方法操作较为繁琐,需要厂家提供通信报文,但测试精度更高,适用于各种通信协议的瓦斯电闭锁检测。验证结果表明:传感器通信切换方法不适合基于CAN总线的多主通信;基于RS485或CAN总线的模拟报文发送方法均可实现本地断电时间<2 s,异地断电时间<20 s;2种检测方法的计时精度均可达到0.01 s。 展开更多

关键词 煤矿安全监控系统 瓦斯电闭锁检测装置 主从通信 断电时间 传感器通信切换 模拟传感器报文发送

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基于一致性的有限区域内紧密编队集结控制 被引量：5

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作者 文梁栋 甄子洋 龚华军 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第11期68-74,105,共8页

研究解决基于一致性理论控制的多无人机紧密编队集结问题。紧密集结策略可分为松散集结和紧密集结两步。考虑无人机同时到达目标集结点和集结完毕后飞行状态一致问题,同时考虑到无人机间分布式通信拓扑结构,提出了针对不同策略的一致性... 研究解决基于一致性理论控制的多无人机紧密编队集结问题。紧密集结策略可分为松散集结和紧密集结两步。考虑无人机同时到达目标集结点和集结完毕后飞行状态一致问题,同时考虑到无人机间分布式通信拓扑结构,提出了针对不同策略的一致性算法。在松散集结阶段增加虚拟长机改进算法,在紧密集结阶段考虑延时和切换拓扑情况设计基于虚拟长机的一致性算法,对其收敛性给出了理论证明。最后对无人机集结过程进行仿真,结果表明:改进的松散集结算法具有较快收敛性,且能在一定意义上实现无人机在有限时间集结;设计的紧密集结算法在延时和拓扑切换的条件下依然保证其有效性,且能保持队型稳定。 展开更多

关键词 一致性理论 紧密编队集结 通信拓扑切换

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基于自适应动态规划的四旋翼无人机分布式最优协调控制 被引量：5

13

作者 池文浩 高强 吉月辉 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第31期12890-12896,共7页

为了提高四旋翼无人机编队的自适应能力,通过自适应动态规划(adaptive dynamic programming,ADP)方法研究四旋翼无人机编队分布式最优协调控制问题。将该算法引入到分布式协调控制器的设计中,既避免了冗余数据的传输,又使各无人机的性... 为了提高四旋翼无人机编队的自适应能力,通过自适应动态规划(adaptive dynamic programming,ADP)方法研究四旋翼无人机编队分布式最优协调控制问题。将该算法引入到分布式协调控制器的设计中,既避免了冗余数据的传输,又使各无人机的性能函数最小化。基于模糊双曲模型的评价神经网络(critic neural network,CNN)逼近值函数,以实现控制策略的设计。闭环系统稳定性证明权值估计误差和局部邻域协调误差是一致最终有界的。最后,进行了有向切换通信拓扑下的四旋翼编队仿真实例,结果表明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 自适应动态规划 四旋翼 分布式 协调控制 有向切换通信拓扑

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