网络化系统的状态估计与同步控制研究

发布时间：2022-10-04 14:23

　　近年来,网络化系统因其较高的鲁棒性、灵活性和可靠性等优势而备受关注。网络化系统由一些分布式的网络节点组成,相连的节点之间通常可以进行数据传输和资源共享,整个系统可以完成信号滤波、协同操作和优化调度等任务。网络化系统在复杂工业过程的先进控制、无人车或无人机的协同编队控制、智能电网、智慧交通和智能家居等领域均已得到了广泛的应用。随着科技的发展和社会的进步,万物互联已成为必然的发展趋势。虽然,研究者们在网络化系统方面已经取得了许多理论成果,但仍有一些难点问题亟待解决,例如:如何在部分观测下对非标准线性系统模型进行分析与状态估计;如何在丢包、时延等不确定性下对系统进行状态估计与同步控制;如何获得更低保守性的同步控制充分条件,并将相关理论成果在实际系统上进行实验验证。因此,本文重点研究网络化系统的状态估计与同步控制问题,围绕有线传输与无线通讯、离散时间系统与连续时间系统、确定系统与随机系统展开,具体研究内容概括如下:·首先,研究通讯约束与数据量化下的网络化系统状态估计问题。考虑一类观测值受叠加状态影响的线性时变随机系统。在每一时刻,只有一个传输节点可以进行数据传输,所有传输节点根据一个马尔科夫协... 

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及趋势分析
        1.2.1 网络化系统的状态估计问题
        1.2.2 网络化系统的同步控制问题
    1.3 主要研究内容和研究方法
    1.4 研究的创新性
    1.5 论文结构安排
第2章 网络化系统相关基础知识
    2.1 数学基础
        2.1.1 李雅普诺夫稳定性定理
        2.1.2 舒尔补引理
        2.1.3 Kronecker乘积的性质
    2.2 状态估计基础知识
        2.2.1 正交条件
        2.2.2 新息过程
        2.2.3 基于新息过程的估计
    2.3 网络化系统的同步控制基础知识
        2.3.1 图论基础
        2.3.2 同步的定义
    2.4 本章小结
第3章 通讯约束与数据量化下的网络化系统状态估计
    3.1 问题描述
    3.2 线性最小均方滤波器设计
    3.3 数值仿真
    3.4 本章小结
第4章 多重丢包与通讯约束下的网络化系统状态估计
    4.1 问题描述
    4.2 线性最小均方滤波和平滑估计器设计
        4.2.1 状态二阶距矩阵的递归方程
        4.2.2 线性最小均方滤波器设计
        4.2.3 线性最小均方平滑器设计
    4.3 数值仿真
    4.4 本章小结
第5章 多重时延与多重丢包下的网络化系统状态估计
    5.1 问题描述
    5.2 新息序列的重构
    5.3 线性最小均方滤波器设计
    5.4 数值仿真
    5.5 本章小结
第6章 通讯时延下的网络化系统同步控制
    6.1 问题描述
        6.1.1 网络化系统结构
        6.1.2 Bessel-Legendre积分不等式
        6.1.3 参数依赖的矩阵不等式
    6.2 采样数据控制律
        6.2.1 基于“交互式凸组合法”的同步控制
        6.2.2 基于“参数依赖不等式”的同步控制
    6.3 数值仿真
    6.4 本章小结
第7章 网络化无人地面车辆系统的同步控制
    7.1 问题描述
    7.2 采样数据同步控制器
        7.2.1 利用简单李雅普诺夫函数的同步控制
        7.2.2 利用离散化李雅普诺夫函数的同步控制
    7.3 数值仿真与实验验证
    7.4 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 本文的主要研究成果及贡献点
    8.2 对未来的展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于神经网络预测的网络化控制系统故障检测[J]. 杨蒙蒙,钱伟.  信息与控制. 2018(01)
[2]带未知通信干扰和丢包补偿的多传感器网络化不确定系统的分布式融合滤波[J]. 祁波,孙书利.  自动化学报. 2018(06)



本文编号：3685193