【摘要】：隨著電子與無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用.許多實(shí)際工程問題一般都可以建模成一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的信號(hào)估計(jì)問題.因此,設(shè)計(jì)高可靠性的分布式濾波算法是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的一個(gè)熱點(diǎn)研究問題.當(dāng)前,如何建模傳感器節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)的不確定性以及研究分布式網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)對(duì)估計(jì)性能的影響,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化濾波系統(tǒng)的有效地估計(jì)是問題的關(guān)鍵所在.針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征,本文研究帶有切換拓?fù)浜褪录|發(fā)機(jī)制的分布式H∞濾波器的設(shè)計(jì)問題,具體研究工作如下:(1)針對(duì)連續(xù)線性系統(tǒng),研究一類帶有切換拓?fù)浜突谕負(fù)湟蕾嚨氖录|發(fā)傳輸機(jī)制的分布式濾波問題.首先提出一種新的監(jiān)測(cè)機(jī)制來識(shí)別拓?fù)涞那袚Q時(shí)刻,并且假設(shè)各傳感器只在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝袚Q時(shí)對(duì)系統(tǒng)輸出進(jìn)行采樣.根據(jù)時(shí)變采樣輸出,進(jìn)一步建立了一組基于拓?fù)湟蕾嚨姆植际绞录|發(fā)傳輸方案來減少數(shù)據(jù)的傳輸量和能量消耗.同時(shí)考慮拓?fù)淝袚Q,事件觸發(fā)傳輸方案和網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的影響,將網(wǎng)絡(luò)化濾波誤差系統(tǒng)建模為切換時(shí)滯系統(tǒng).利用Lyapunov-Krasovskii泛函,得到一個(gè)有界實(shí)引理使得濾波誤差系統(tǒng)在給定的衰減性能下是指數(shù)穩(wěn)定的.最后給出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化濾波器增益和事件觸發(fā)參數(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)方法.(2)針對(duì)離散線性系統(tǒng),研究一類帶有數(shù)據(jù)丟包和切換拓?fù)涞亩鄠鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的分布式濾波問題.首先引入一個(gè)冗余信道來減小單通道傳輸情況下的數(shù)據(jù)丟包概率,并將主通道和冗余通道的數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象建模成兩組Bernoulli隨機(jī)序列.為了保證分布式濾波器可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化,本章引入一個(gè)切換信號(hào),并通過Markov鏈來建模多個(gè)拓?fù)淠B(tài)之間的切換,并將濾波誤差系統(tǒng)建模為一個(gè)隨機(jī)時(shí)滯系統(tǒng).通過Lyapunov-Krasovskii泛函,得到一有界實(shí)引理,使得濾波誤差系統(tǒng)在滿足一定的衰減性能下是指數(shù)穩(wěn)定的,最后通過仿真實(shí)例驗(yàn)證所提的分布式濾波設(shè)計(jì)方法的有效性.
【圖文】：

圖 1.1 基于 WSN 的集中式估計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 1.2 基于 WSN 的分布式估計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目標(biāo)物體 傳感器節(jié)點(diǎn) 估計(jì)器 估計(jì)器的鄰居區(qū)域 通信網(wǎng)絡(luò)1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概述隨著無線通信技術(shù)和電子技術(shù)的迅猛發(fā)展, 低成本, 低功耗, 多功能的傳感器隨之出現(xiàn). 人們將大量的傳感器部署在一個(gè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi), 通過一定的規(guī)則使鄰居節(jié)點(diǎn)相互通信形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大范圍的數(shù)據(jù)采集, 處理和計(jì)算.1.2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)把傳感, 通信和分析有效地結(jié)合在一起, 這大大擴(kuò)大了人們處理信息的方式和采集數(shù)據(jù)的范圍[7]. 其主要優(yōu)點(diǎn)包括:(1)自組織網(wǎng)絡(luò). 傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在比較復(fù)雜的環(huán)境中, 隨意部署的節(jié)點(diǎn)能

圖 1.1 基于 WSN 的集中式估計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 1.2 基于 WSN 的分布式估計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目標(biāo)物體 傳感器節(jié)點(diǎn) 估計(jì)器 估計(jì)器的鄰居區(qū)域 通信網(wǎng)絡(luò)1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概述隨著無線通信技術(shù)和電子技術(shù)的迅猛發(fā)展, 低成本, 低功耗, 多功能的傳感器隨之出現(xiàn). 人們將大量的傳感器部署在一個(gè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi), 通過一定的規(guī)則使鄰居節(jié)點(diǎn)相互通信形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大范圍的數(shù)據(jù)采集, 處理和計(jì)算.1.2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)把傳感, 通信和分析有效地結(jié)合在一起, 這大大擴(kuò)大了人們處理信息的方式和采集數(shù)據(jù)的范圍[7]. 其主要優(yōu)點(diǎn)包括:(1)自組織網(wǎng)絡(luò). 傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在比較復(fù)雜的環(huán)境中, 隨意部署的節(jié)點(diǎn)能
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5;TN713

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本文編號(hào)：2638519