二进制ABR流量的变结构控制

摘要

本文基于变结构控制理论，将使用EFCI算法的二进制ABR流量控制系统看成是一个具有迟滞环节控制器的变结构控制系统，利用变结构控制理论对二进制ABR流量控制中队列长度和信元速率的振荡进行分析，并采用变结构控制方法进行改进是本文研究的方向。 本文的主要工作概括如下：研究了采用EFCI算法的二进制ABR流量控制是一个变结构控制系统的问题。在二进制ABR流量控制模型中，被控对象，也就是流量调节过程是一个二阶系统，而控制器，也就是拥塞确定机制是一个迟滞继电环节。该系统是一个继电系统，同时也是变结构控制系统，完全可以用变结构控制理论对其进行分析。 针对二进制ABR流量控制中队列长度和信元速率的振荡，分析了振荡产生原因的问题。非线性控制系统存在自激振荡问题，EFCI算法的继电非线性特性是队列长度和信元速率产生振荡的根本原因。自激振荡这种非线性现象，在变结构控制的滑动模态中，称之为抖动或抖振。从变结构控制的角度看，迟滞是抖动产生的一个原因。振荡并非二进制流控机制的固有属性，也并非不可抑制。 尝试利用趋近率方法，设计能够抑制抖动，并有较好鲁棒性的变结构控制器。趋近率方法不仅可以削弱或消除抖动，而且利用趋近率方法设计的变结构控制系统有着良好的趋近过程，滑动模态具有较好鲁棒性。对设计的变结构控制系统进行仿真研究，从仿真曲线可以看出，队列长度和信元速率的振荡得到有效抑制，在加入干扰后系统仍旧稳定，说明系统鲁棒性较好，仿真结果验证了该种方法的有效性。 最后对全文做出总结，并提出了下一步研究的方向。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1二进制ABR流量控制的发展

1.2二进制ABR流量控制的模型

1.3课题研究背景

1.4本文主要工作

第二章变结构控制理论基础

2.1变结构控制理论的起源与发展

2.1.1变结构控制理论的起源

2.1.2变结构控制理论的发展

2.2变结构控制的定义与特点

2.2.1变结构控制的定义

2.2.2变结构控制的特点

2.3变结构控制系统的不变性

2.3.1滑动模态对干扰的不变性

2.3.2滑动模态对系统摄动的不变性

第三章二进制ABR 流控的抖动分析

3.1 EFCI算法是变结构控制系统

3.2变结构控制中抖动产生的原因

3.2.1惯性导致的空间滞后引起的抖动

3.2.2惯性引起的时间滞后引起的抖动

3.2.3离散控制中采样引起的抖动

3.2.4建模误差引起的抖动

3.3变结构控制中抖动的削弱

3.3.1连续化方法

3.3.2智能控制法

3.3.3趋近率方法

3.4改进算法

3.4.1 EFCI算法的抖动分析

3.4.2已有改进算法的分析

3.4.3采用趋近率的改进算法

第四章变结构控制器设计

4.1变结构控制器设计方法

4.1.1切换函数的设计

4.1.2到达条件

4.1.3变结构控制形式及求取

4.2变结构控制器设计

4.2.1二进制流量控制模型

4.2.2采用极点配置方法设计切换函数

4.2.3利用趋近率求取变结构控制

第五章仿真研究

第六章结束语

参考文献

致谢