[发明专利]基于多变量控制的软件行为调节方法

权利要求书

1.一种基于多变量控制的软件行为调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、分析目标软件功能逻辑，确定目标软件工作中影响目标软件资源消耗的可调配置参数，并建立可调配置参数与软件行为间的数学模型，即传递函数矩阵；

根据传递函数矩阵静态增益信息，判断软件行为是否受唯一可调参数影响，若是，将该软件行为与对应的可调参数直接组成控制回路，执行步骤3；

步骤2、应用多变量控制理论，对传递函数矩阵进行解耦器与控制回路设计，对每一个需要动态调节的软件行为构建独立的调节回路，对传递函数矩阵进行解耦器与控制回路设计的具体方法为：

步骤2-1、根据获得的传递函数矩阵，计算每一个传递函数的归一化增益，得到归一化增益矩阵；

步骤2-2、根据得到的归一化增益矩阵，计算得到归一化相对增益矩阵；

步骤2-3、对于每个需要调节的软件行为，选取最大的归一化相对增益对应的可调参数作为需要调节的软件行为控制量，完成对目标软件的所有软件行为的控制量匹配；

步骤2-4、设计动态解耦器，对任一匹配后的控制回路，弥补软件行为因其他非匹配可调参数变动导致的变化，设计的动态解耦器矩阵为：

其中，G_ij(s)为第i个可调参数与第j个软件行为间的传递函数，l_ij为第i个可调参数与第j个软件行为间的传递函数时延项，relu函数可以滤除输入值的负数部分；

步骤2-5、对每个控制回路设计单独的控制器；

步骤3、将设计得到的解耦器与控制回路以异步执行的方式附着在原有的软件逻辑之上，并以设定的调节周期调节软件行为。

2.根据权利要求1所述的基于多变量控制的软件行为调节方法，其特征在于，建立多个可调配置参数与多种可量化软件行为间的传递函数矩阵的具体方法为：

确定在代码运行期需要动态调整的软件行为，并对目标软件代码进行功能分析确定可以影响目标软件资源消耗的可调配置参数，并将可调配置参数作为控制量；

将可调配置参数作为单一变量得到软件行为在稳态时关于可调配置参数的阶跃变化导致的变换曲线，并建立可调参数与软件行为间的数学模型，得到描述整个软件的传递函数矩阵。

3.根据权利要求1所述的基于多变量控制的软件行为调节方法，其特征在于，根据传递函数矩阵静态增益信息，判断软件行为是否受唯一可调参数影响的具体方法为：

当软件行为与唯一一个参数间的静态增益不为0，与其他参数间的静态增益为0，则软件行为受唯一可调参数影响。

4.根据权利要求1所述的基于多变量控制的软件行为调节方法，其特征在于，归一化增益的计算公式为：

其中，K_ij为第i个可调参数与第j个软件行为间的静态增益，τ与θ为相应传递函数的惯性时间常数与纯延迟时间常数。

5.根据权利要求1所述的基于多变量控制的软件行为调节方法，其特征在于，归一化相对增益矩阵的计算公式为：

其中，K_N为归一化增益矩阵，λ_N，ij为第i个可调参数与第j个软件行为间的归一化相对增益。