基于PID神经网络控制的服务器分配方法

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ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＡｕｔｏｎｏｍｉｃｓｅｒｖｅｒｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ（ＰＩＤ）ｎｅｕｒｌａｎｅｔｗｏｒｋ
ｃｅｓｓｉｎｇｄｅｌａｙｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｔａｒｇｅｔｄｅｌａｙｉｎａｌｌｒｅｑｕｅｓｔｓｉｓｕｐｔｏ９５％，ｗｅａｄｊｕｓｔｅｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈ－
摘要：研究多层网络应用服务系统的服务器分配问题，由于服务器传输延迟不可控，造成服务系统不稳定。为解决上述问
题，提出采用比例积分微分（ＰＩＤ）神经网络控制的服务器分配方法。首先建立多层服务器分配模型，以服务系统处理延迟保
证为限制条件，以最小化分配服务器数目为优化目标，将服务器分配问题抽象为最优化问题，并通过最优化方法求解；同时，为了保证９５％的服务系统处理延迟在目标延迟以内，通过ＰＩＤ神经网络控制对通过最优化方法得到的服务器分配方案进行调整；并通过设计ＰＩＤ神经辨识系统对被控系统进行辨识，保证系统的稳定性。与现有方法相比，改进方法分配的服务器总
数目减小６％，同时，在产生误差抖动和到达率变化时，系统更早收敛，更快恢复稳定。
关键词：服务器分配；神经网络；网络应用
中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ｂ
ＡｕｔｏｎｏｍｉｃＳｅｒｖｅｒＰｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇＢａｓｅｄＯｎＰＩＤＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌ
ｏｄｓｂｙａｄｄｉｎｇＰＩＤｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄＰＩＤｎｅｕｒｌａｎｅｔｗｏｒｋｉｄｅｎｔｉｉｆｅｒｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｓｙｓ－
ＴＵＯＬｉ — ｈｅｎｇ一，ＮＩＨｏｎｇ，ＬＩＵＸｕｅ
（１．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｃｏｕｓｔｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ）
第３１卷第１期
文章编号：１００６ — ９３４８（２０１４）０１ — ０３０２ — ０５
计ຫໍສະໝຸດ Baidu
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真
２０１４年１月
基于ＰＩＤ神经网络控制的服务器分配方法
脱立恒，倪宏，刘学
（１．中国科学院大学，北京１０００４９；２．中国科学院声学研究所，北京１００１９０）
ｃｏｎｔｒｏｌ，ＰＩＤＮｉｎｓｈｏｔ，ｗｒａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｓｅｒｖｅｒｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇｉｎｓｅｒｖｉｃｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｕｈｉ－ｌａｙｅｒｎｅｔｗｏｒｋａｐｐｌｉ — ｃａｔｉｏｎ．Ｗｅｂｕｉｌｔｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒｓｅｒｖｅｒｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇｍｏｄｅｌａｔｉｆｒｓｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｗｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｓｅｖｅｒｒｐｒｏｖｉｓｉｏ — ｎｉｎｇａｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｗｈｉｃｈｍｉｎｉｍｉｚｅｓｔｈｅｓｕｍｏｆｓｅｖｅｒｓｒｉｎａｌｌｌａｙｅｓｒｕｎｄｅｒｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｌａｙｇｕａｒ－ａｎｔｅｅｓ．Ｗｅｓｏｌｖｅｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｕｓｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔｏｆｒｅｑｕｅｓｔｓｗｈｏｓｅｐｒｏ —