郝小梅

个人信息

参与实验室科研项目

基于数据驱动和联合设计的无线网络化控制系统的使能建模和设计

基于资源调度和预测控制的无线网络化控制系统的联合设计

学术成果

共撰写/参与撰写专利 2 项，录用/发表论文 1 篇，投出待录用论文0篇。

patent

1. 一种基于动态信道选择的资源调度方法 赵云波, and 郝小梅 2022 [Abs] [pdf]

   一种基于动态信道选择的资源调度方法，首先在传感器和控制器之间设计一个信道选择模块，信道选择模块根据系统模型和收到的传感数据来计算得到执行器端上一时刻使用的数据；然后信道选择模块在每个时刻可以比较传感数据和上一个时刻的执行器端使用的数据之间的误差是否小于给定阈值，如果小于给定阈值使用竞争信道传输，大于给定阈值使用非竞争信道传输数据，从而保证每个时刻的执行器端使用的数据与传感数据之间的误差小于给定阈值。最终实现在保证控制系统性能的同时尽量地减少非竞争信道的使用。

2. 一种基于XCOS和NS3的协同仿真时间同步方法 赵云波, 卢帅领, 郝小梅, and 梁启鹏 [Abs]

   一种基于XCOS和NS3的协同仿真时间同步方法，包括：安装NS3中协同仿真接口,在NS3中安装套接字服务端程序,定义缓冲区，缓存SCILAB同步数据; 安装SCILAB中协同仿真接口；初始化NS3仿真脚本；新建NS3仿真脚本，在脚本中定义NS3仿真模块，定义初始化函数：节点设置函数、网络拓扑建立函数、信道属性配置函数、网络设备创建函数、网络协议栈安装函数、仿真开始及结束函数，通过NS3协同仿真接口初始化函数传值完成NS3配置；NS3同步机制设计；SCILAB内XCOS控制系统模型搭建；搭建被控对象模型；搭建控制器模型；搭建执行器模型；协同仿真软件间时间同步机制实现；绘制协同仿真结果图；最终实现在网络化控制系统仿真中得到高精度的仿真结果。

Journal Articles

1. 基于动态信道切换的无线网络化控制系统的资源调度策略 郝小梅, and 赵云波 高技术通讯 2023 [Abs] [pdf]

   本文针对通信网络中存在竞争和非竞争信道的无线网络化控制系统，提出了一种基于估计 器的信道选择策略，在保证控制系统稳定性的同时尽可能地节约了宝贵的非竞争信道资源。在无 线网络化控制系统中，控制信号通过竞争信道传输时可能发生数据包丢失，导致执行器无法收到 实时的控制信号。而传感器端未知控制信号的实际传输情况，因而也无法得知每个时刻执行器所 使用的控制信号。针对这种情况，本文首先设计了估计器来估计执行器端上一时刻实际使用的控 制信号，再通过信道选择策略来约束执行器端使用控制信号的误差。然后，在所提信道选择策略 下设计控制器来保证控制系统稳定。最后，通过数值仿真验证了所提算法的有效性。

学位论文

Theses

1. 基于动态信道选择的无线网络化控制系统设计和分析 郝小梅 浙江工业大学, 浙江杭州 2022 [Abs] [pdf]

   近年来，无线网络化控制系统由于其低成本、高灵活、易维护等诸多优点 已成为学术研究的热点，相关成果被广泛应用于工业控制、智能家居、智能医 疗等领域。由于无线网络化控制系统中资源有限的通信网络在不同用户中进行 共享，若能在保证控制系统性能可靠的前提下节省无线网络化控制系统所用的 通信网络资源，将能有效优化共享通信网络的资源分配和共享用户的性能提 升，相关问题已经成为当前研究的热点问题之一。 本文研究无线网络化控制系统中的通信资源节省问题，提出了一种基于动 态信道选择的网络资源调度策略。该策略可实时预测控制系统的传输需求，进 而对数据传输信道进行动态选择，最终在保证控制系统性能的同时节省了大量 的网络信道资源。本文的主要工作如下： (1) 针对与其他用户共享通信网络的无扰无线网络化控制系统，设计了基于 估计器的动态信道选择策略，在保证无扰无线网络化控制系统性能的同时节省 了大量网络信道资源。该策略的实现由控制信号估计器、信道选择器和控制器 三部分完成，其中控制信号估计器通过已知数据估计出未知的执行器实际使用 数据，帮助进行信道选择。而信道选择器利用估计器得到的控制器实际使用数 据和当前最新状态进行信道选择。最后给出了闭环系统渐近稳定的充分条件并 通过数值仿真验证了策略的有效性。 (2) 针对与其他用户共享通信网络的有扰无线网络化控制系统，设计了改进 的基于估计器的动态信道选择策略，在保证有扰无线网络化控制系统性能的同 时节省了大量网络信道资源。该策略的实现同样由控制信号估计器、信道选择 器和控制器三部分完成，其中估计器的实现引入了有界递归的思想，保证了有 界扰动下估计控制信号误差有界。同样，给出了保证系统最终一致有界的充分 条件并通过数值仿真验证了策略的有效性。

毕业去向

浙江泰隆商业银行， 科技菁英岗