动态电源管理在线优化技术研究

发布时间：2017-04-02 02:18

  本文关键词：动态电源管理在线优化技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网、通讯业的迅速发展,智能手机、笔记本等便携式电子设备已经深深地融入到我们的日常生活当中。以智能手机为例,随着其功能愈来愈丰富,显示屏幕越来越大,智能化程度越来越高,对移动电能的需求也愈来愈显得迫切。然而当前的电源管理策略多采用经验式策略,对此,本文基于带时间索引的半马尔科夫决策(TI-SMDP)模型提出了在线优化的电源管理策略,该随机策略对设备的电源管理系统进行管理,以降低设备能耗,实现能源节约和增长设备待机时间。我们把动态电源管理问题抽象化为一个带约束的优化问题,之后,通过采用基于球面坐标的方法参数化随机策略,进而将带约束的优化问题变成一个含引入参数的优化问题。接下来,我们采用Hestenes-Powell增广拉格朗日函数方法将带约束的优化问题转化成一个无约束优化问题,通过求解转化后的优化问题,我们可以得到一个和原问题相同的最优解。针对于转化后的无约束优化问题,我们采取基于单样本轨迹的梯度估算方法对引入参数进行迭代更新,以取得随机策略的最优参数,该随机策略可以尽可能地使设备转移到合适的状态以实现最大限度的节能,我们称这种算法为L-C算法。在L-C算法的基础上,我们在设备的空闲状态中设置了一个禁止设备进入睡眠状态的时间──设备禁止时间,提出了一种带有禁止时间的在线动态电源管理方法,该方法只有在设备空闲状态的逗留时间超过该时间阈值时,设备电源管理系统才会按照基于随机模型的策略决定设备的状态转移,我们称此种算法为T-L-C算法。当我们选取合适的设备禁止时间时,它可以取得比L-C算法更好的优化结果。在这两种算法中,我们采用基于球面坐标的参数化方法,这不但加快了优化结果的收敛速率,还减少了算法引入参数的数量,进而减少了算法所需的存储空间;我们采用了Hestenes-Powell增广拉格朗日函数法,简化了优化问题,并使得收敛过程更为平稳;我们采用了基于单样本轨迹的梯度估算方法估计引入参数,这无需我们计算复杂的设备模型参数,极大地减少了算法计算量。
【关键词】：增广拉格朗日乘子法 球面坐标法 电源管理 基于样本轨迹的梯度估算
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 动态电源管理模型10-11
• 1.2.2 算法研究11-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 设备电源管理系统模型16-25
• 2.1 半马尔科夫决策过程16-18
• 2.1.1 马氏决策过程16-17
• 2.1.2 半马氏决策过程17-18
• 2.2 设备电源管理系统18-20
• 2.2.1 用户模型19
• 2.2.2 设备模型19-20
• 2.3 硬盘电源管理系统模型20-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 无模型的在线优化25-40
• 3.1 基于样本轨迹的梯度估计25-32
• 3.1.1 策略参数化25-28
• 3.1.2 梯度估算28-30
• 3.1.3 增广拉格朗日函数法在优化问题中的应用30-32
• 3.2 在线算法步骤32-35
• 3.3 仿真结果35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 带设备禁止时间的随机策略在线优化40-48
• 4.1 设备禁止时间初步估算40-41
• 4.2 带设备禁止时间的随机策略在线优化41-44
• 4.2.1 电源管理系统工作原理41-42
• 4.2.2 T-L-C算法42-44
• 4.3 仿真结果44-47
• 4.4 本章小结47-48
• 结论48-49
• 参考文献49-53
• 攻读学术学位期间已发表或录用论文53-55
• 致谢55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王f 荣,夏雨人,袁灿辉;一个嵌入式系统动态电源管理方案[J];计算机工程;2004年S1期

2 唐志芳,时海涛,鲁华祥,王守觉;系统级动态电源管理算法的研究[J];计算机工程与应用;2005年06期

3 江琦;奚宏生;殷保群;;动态电源管理的随机切换模型与策略优化[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年05期

4 江琦;奚宏生;殷保群;;动态电源管理的随机切换模型与在线优化[J];自动化学报;2007年01期

5 刘发贵;麦伟鹏;黄凯耀;;动态电源管理框架的扩展与实现[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年05期

6 白斌;韩国栋;姜玲玲;;基于队列的动态电源管理策略[J];计算机工程与设计;2009年21期

7 江琦;奚宏生;殷保群;;动态电源管理超时策略与随机型策略的等效关系[J];计算机辅助设计与图形学学报;2009年11期

8 朱超军;;嵌入式设备动态电源管理初探[J];中国新技术新产品;2010年06期

9 卜爱国,刘昊,胡晨,李杰;基于任务级的动态电源管理设备调度策略[J];电路与系统学报;2005年05期

10 姜连祥;许培培;杨根庆;李华旺;;基于神经网络的自适应动态电源管理模型[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张利;张文亮;刘征宇;韩江洪;;基于双重预测模型的嵌入式系统动态电源管理策略[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 CPW记者　凡妮;IBM p5服务器重构Unix技术格局[N];电脑商报;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 翟剑锋;动态电源管理在线优化技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 万思海;基于动态频率调整的动态电源管理方案[D];合肥工业大学;2011年

3 邢晓勇;系统级动态电源管理框架与在线策略的研究与实现[D];华南理工大学;2013年

4 郑欢;嵌入式系统动态电源管理研究[D];浙江大学;2006年

5 郭胜超;动态电源管理在嵌入式Linux系统中的设计与实现[D];苏州大学;2004年

6 邓华;动态电源管理预测算法研究[D];中南大学;2012年

7 郑倩;基于随机模型的动态电源管理[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 陆轩蓓;高级动态电源管理在系统软件层的设计与实现[D];上海交通大学;2007年

9 余祖金;DTU系统的动态电源管理策略的研究及实现[D];天津大学;2014年

10 张海绒;基于Android平台的动态电源管理技术研究[D];云南大学;2011年

  本文关键词：动态电源管理在线优化技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：281725