基于ADMM的互聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)

關(guān)燕鵬， 杜俊鵬， 要會(huì)娟

(1. 山西大學(xué) 自動(dòng)化與軟件學(xué)院， 山西 太原 030006； 2. 大連理工大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院， 遼寧 大連 116024)

0 引 言

互聯(lián)系統(tǒng)一般由多個(gè)耦合在一起的子系統(tǒng)組成. 近十多年來(lái)， 隨著計(jì)算機(jī)、 通信、 控制技術(shù)的快速交融發(fā)展， 先進(jìn)的信息技術(shù)、 通信技術(shù)極大地帶動(dòng)了包括網(wǎng)絡(luò)化控制、 大型分布式控制、 信息物理融合等控制技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展， 這使得在實(shí)際中產(chǎn)生了越來(lái)越多的互聯(lián)系統(tǒng)[1].

但是， 在這些蓬勃發(fā)展的技術(shù)帶來(lái)便利的同時(shí)， 由于大量通信網(wǎng)絡(luò)的引入， 使得系統(tǒng)變得更加復(fù)雜， 對(duì)系統(tǒng)的分析與控制也帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)， 其中包括互聯(lián)大系統(tǒng)中的各子控制器之間的反饋通信拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)問題. 在具有復(fù)雜通信結(jié)構(gòu)的大系統(tǒng)中， 如果在任意兩個(gè)子控制器之間都建立通信連接， 顯然可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)的控制性能， 因?yàn)槌渥愕南到y(tǒng)信息可用于反饋控制. 但是， 這種思路在實(shí)際系統(tǒng)中是行不通的. 一方面， 在任意兩個(gè)子控制器之間建立雙向通信通道必然會(huì)產(chǎn)生大量不必要的冗余信息傳輸. 另一方面， 傳輸及計(jì)算成本也難以承受， 而且過(guò)多的信息傳輸也容易招致惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊[2-3]. 因此， 如何確定利用哪些反饋信道來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)性能指標(biāo)是設(shè)計(jì)互聯(lián)系統(tǒng)面臨的一個(gè)重要問題， 這實(shí)際上也是一個(gè)NP難的組合優(yōu)化問題.

組合優(yōu)化問題在許多場(chǎng)景如金融產(chǎn)品配置、 旅行商路線選擇、 智能輸配電等都有實(shí)際……