分布式优化及其在智能电网的应用.pdf-资料库

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第1页.png

第1页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第2页.png

第2页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第3页.png

第3页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第4页.png

第4页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第5页.png

第5页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第6页.png

第6页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第7页.png

第7页 / 共46页

sinat_22510827-12412050-16359647263755367665.pdf-第8页.png

第8页 / 共46页

中国科学: 技术科学 SCIENTIA SINICA Technologica 评述工业人工智能专题 techcn.scichina.com 分布式协同优化的研究现状与展望杨涛*, 柴天佑东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室, 沈阳 110819 * E-mail: yangtao@mail.neu.edu.cn 收稿日期: 2020-02-14; 接受日期: 2020-03-13; 网络版发表日期: 2020-04-24 国家自然科学基金重大项目(批准号: 61991403, 61991404, 61991400)资助摘要分布式协同优化通过多智能体之间的合作协同有效地实现优化任务. 分布式协同优化理论和应用是控制科学与工程的重要发展方向之一. 近年来, 随着云计算、大数据、移动互联网、人工智能等新兴技术的发展, 分布式协同优化正面临新的挑战和机遇. 本文回顾和总结了近年来分布式协同优化研究中的一些热点研究方向, 包括分布式加速优化算法、分布式非凸优化算法、分布式无梯度优化算法. 并以智能制造、能源互联网、分布式机器学习三个实际应用为导向, 对分布式协同优化未来重点研究方向进行了展望. 关键词分布式协同优化, 信息物理系统, 智能制造, 能源互联网, 分布式机器学习 1 引言信息物理系统(cyber-physical systems, CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统, 通过计算、通信与控制技术的有机融合与深度协作, 实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务. CPS是美国基金会在2008年提出的[1], CPS是指将计算资源与物理资源紧密融合与协同, 使得系统的适应性、自治力、效率、功能、可靠性、安全性和可用性远超过今天的系统. 随着物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的发展, 信息和物理系统被进一步融合贯通, 形成了高级、复杂的信息物理系统. CPS理念被广泛应用于交通、能源、国防、制造、医疗、电力、农业等方面, 如智慧城市、智慧工厂、智能电网、智慧交通等[2],1). CPS是当今信息科学与技术的重要研究方向之一. 针对CPS的分布式协同优化理论和应用已经成为当代控制科学与工程的重要发展方向之一. 对复杂的信息物理系统, 分布式协同优化与传统集中式优化相比较具有如下特点: (1) 与优化问题相关的信息分布存储在每个智能体中, 因此更隐私; (2) 每个智能体不需要将数据传输到中心节点, 只需要与邻居智能体进行信息交互, 因此更加节约通信成本; (3) 不存在单点故障问题, 极大地提高了系统的鲁棒性; (4) 不依赖于中心节点, 增强了网络的可扩展性. 分布式协同优化的基本结构如图1所示, 每个智能 1) 中国自动化学会. 自动化学科发展路线图. 中国科学技术出版社, 排版中引用格式: 杨涛, 柴天佑. 分布式协同优化的研究现状与展望. 中国科学: 技术科学, Yang T, Chai T Y. Research status and prospects of distributed collaborative optimization (in Chinese). Sci Sin Tech, doi: 10.1360/SST-2020-0040 © 2020 《中国科学》杂志社 www.scichina.com Downloaded to IP: 192.168.0.213 On: 2020-05-02 09:42:43 http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SST-2020-0040 @ : 8 E /. 01/.0550 2051

p . minimize subject to x 2 \N i=1 fi(x) i=1Xi PN x 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 Ø Ø Ø 1 4

p + p 13. p 13 xi(k + 1) = Xj2Ni | 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 Ø Ø aij(k)xj(k) {z ↵(k)si(k) {z } | } 6

km p t • zS nSkmTyfrRSplS ( ))( • SzSkmdblRSgiTsiS ( • YScSzSSkmyRSp lS ( )() • ,3A :12L.JIL4EP:I-IDR,L:D 6NI-ID6J:,LELJ7OJEJ(() • ,3A :D3NIC8DO:-EEL:EL: 8I:J.I:DP4EP:R5IJA0 () • 89::D,7LIO.JIL4EP:R,L:D6NJ -ID(() • wShkmaeuR gioviS 7

,) p Ø Ø Ø . Ø (1 Ø 4 Ø Ø Ø 8

资料库

分布式优化及其在智能电网的应用.pdf

相关推荐

人工智能

热门标签

最新资料