智能电网通信无线传感器网络链路质量的预测与优化控制

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianyemin
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智能电网建立在高速双向通信网络上,通过先进的传感技术、控制方法以及决策支持,实现电网的可靠、安全、经济、高效运行。无线传感器网络可为智能电网提供低成本、易扩展的基础信息通道。但无线链路易受环境因素干扰,从而影响数据通信的可靠性。通过链路质量的预测与控制,调节信号发射功率,可有效提高无线通信的可靠性。因此,链路质量的预测与优化控制已成为智能电网无线通信网络领域的硏究热点之一。无线链路质量所具有的非线性以及随机性是难以精确预测与控制其可靠性的主要原因,针对这一难点问题,本文在分析智能电网中无线通信链路特性的基础上,提出了一种无线链路质量置信区间预测算法和模糊PID控制算法,以优化调节节点发射功率。本文主要工作如下:(1)以智能电网对通信网络的可靠性需求为控制目标,分析了智能电网中无线传感器网络通信服务质量的特点,无线传感器网络链路可靠性的影响因素,以及无线传感器网络链路的数学模型。(2)结合智能电网无线传感器网络链路数学模型,分析了链路质量指标和无线通信链路质量中所具有的耦合成分。提出了无线通信链路可靠性置信区间预测算法结构,采用小波分解算法分离出信噪比表征链路质量的平稳部分和噪声部分,提出了基于LSTM神经网络的链路质量置信区间预测算法,验证了本文所提算法的有效性和优越性。(3)根据无线通信链路可靠性置信区间预测结果,基于模糊PID控制算法,研究了智能电网无线传感器网络通信链路可靠性优化控制。并通过仿真测试,验证了本文提出优化控制结果的稳定性和可靠性。通过智能电网中应用的算例仿真表明本文提出的无线链路质量置信区间预测算法和模糊PID控制算法,可以优化调节节点发射功率,保证智能电网无线通信链路的可靠性。
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