丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道控制方法及系统与流程

技术特征：

1.丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：控制中心获取当前快速路交通流密度值；

S2：控制中心获取本地存储中快速路的期望交通流密度值与匝道入口的交通流控制量；

S3：根据接收到的实际交通流密度值和期望交通流密度值获得当前的误差函数

e^k(t)＝α^k(t)(yd(t)-y^k(t))

其中yd(t)为期望交通流密度，y^k(t)为第k次迭代时控制中心接收到的实际交通流密度，α^k(t)为第k次迭代的y^k(t)不发生随机丢失的事件序列，快速路端至控制中心端的传输丢包概率为

S4：基于误差函数，计算遗忘因子值，计算公式如下

其中γ(k)为第k次迭代误差函数序列中不为0的元素个数，θmax与θmin为θ(k)函数的上下界值，φ(k)为最大值选择函数，用于选择从第1次迭代至第k次迭代以来最大的误差函数均方值；

S5：根据所述误差函数与遗忘因子，设置基于传输丢包情况下具有切换系统特性的迭代学习控制律以及迭代学习增益，其中迭代学习控制律表示如下：

u^k+1(t)＝(1-α^k(t+1)θ(k+1))sat[u^k(t)]+Γie^k(t+1)

式子中，u^k+1(t)表示第k+1次迭代的匝道入口的交通流，u^k(t)表示第k次迭代的匝道入口的交通流，θ(k)为自适应遗忘因子函数，误差函数e^k(t+1)表示第k次迭代t+1时刻的输出误差，而Γi为第i个切换系统子系统的控制增益，饱和函数sat[·]表达式如下：

其中

其中j∈{1,2,...,K}，K为一段快速路中的匝道数，为第k次迭代时匝道j的交通流控制量，u(j),max(t)与u(j),min(t)分别为匝道j交通流控制量的饱和上下界；

S6：控制中心结合所述迭代学习控制律以及迭代学习增益，生成快速路匝道入口的交通流控制信号，并通过可靠通信方式将信号发送至快速路端；

S7：快速路端通过可靠通信方式接收匝道入口的交通流控制信号；

S8：将交通流控制信号应用到带有匝道入口的快速路系统控制，使得能够在一定迭代次数内使快速路能够达到期望交通流密度；

S9：快速路端将快速路交通密度流信号发送至控制中心。

2.根据权利要求1所述的丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道控制方法，其特征在于，步骤S3中，通过快速路的期望交通流密度值与当前实际接收到的快速路交通流密度值做差后，其结果乘上第k次迭代的y^k(t)不发生随机丢失的事件序列α^k(t)，得到当前次迭代的误差函数e^k(t)。

3.根据权利要求1所述的丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道控制方法，其特征在于，步骤S4过误差函数进中，通行遗忘因子的计算。

4.根据权利要求1所述的丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道控制方法，其特征在于，所述误差函数收敛的迭代次数是误差指标的收敛迭代次数。

5.丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道远程控制系统，其特征在于，包括：

当前交通流的获取模块：用于控制中心以通信方式获取当前快速路实际交通流密度；

交通信息获取模块：用于控制中心获取本地存储设备中期望交通流、匝道入口的交通流控制量；

误差函数计算模块：用于计算当前误差函数，其根据当前实际接收到的交通流密度值与期望交通流密度计算获得当前误差函数；

e^k(t)＝α^k(t)(yd(t)-y^k(t))

其中yd(t)为期望交通流密度，y^k(t)为第k次迭代时控制中心接收到的实际交通流密度，α^k(t)为第k次迭代的y^k(t)不发生随机丢失的事件序列，快速路端至控制中心端的传输丢包概率为

遗忘因子计算模块：用于根据误差函数计算遗忘因子值，计算公式如下

其中γ(k)为第k次迭代误差函数序列中不为0的元素个数，θmax与θmin为θ(k)函数的上下界值，φ(k)为最大值选择函数，用于选择从第1次迭代至第k次迭代以来最大的误差函数均方值；

迭代学习律与学习增益设置模块：用于根据误差函数与自适应遗忘因子设置传输丢包情况下基于切换系统特征的迭代学习控制律以及迭代学习增益，其中，迭代学习控制律表示如下：

u^k+1(t)＝(1-α^k(t+1)θ(k+1))sat[u^k(t)]+Γie^k(t+1)

式子中，u^k+1(t)表示第k+1次迭代的匝道入口的交通流，u^k(t)表示第k次迭代的匝道入口的交通流，θ(k)为自适应遗忘因子函数，误差函数e^k(t+1)表示第k次迭代t+1时刻的输出误差，而Γi为第i个切换系统子系统的控制增益，饱和函数sat[·]表达式如下：

其中

其中j∈{1,2,...,K}，K为一段快速路中的匝道数，为第k次迭代时匝道j的交通流控制量，u(j),max(t)与u(j),min(t)分别为匝道j交通流控制量的饱和上下界；

控制信号输出模块：用于控制中心生成快速路匝道入口的交通流控制信号，并以可靠通信方式发送至快速路端；

控制信号获取模块：用于快速路端通过可靠通信方式获取交通流控制信号；

交通控制模块：用于将交通流控制信号应用到带有匝道入口的快速路系统控制，使得能够在一定迭代次数内使快速路能够达到期望交通流密度；

交通流密度输出模块：用于快速路端通过通信方式将当前快速路交通流密度信号发送至控制中心。

6.根据权利要求5所述的一种丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道远程控制系统，其特征在于，通过快速路的期望交通流密度值与当前实际接收到的快速路交通流密度值做差后，其结果乘上第k次迭代的y^k(t)不发生随机丢失的事件序列α^k(t)，得到当前次迭代的误差函数e^k(t)。

7.根据权利要求5所述的一种丢包环境下迭代学习的快速路入口匝道远程控制系统，其特征在于，所述误差函数收敛的迭代次数是误差指标的收敛迭代次数。