【摘要】：當(dāng)代社會(huì)井然有序的運(yùn)作有賴于各類復(fù)雜系統(tǒng)的順利運(yùn)行。復(fù)雜系統(tǒng)在自然科學(xué)領(lǐng)域和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的研究地位不言而喻。然而對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)沒有一個(gè)簡(jiǎn)明的定義,通常認(rèn)為復(fù)雜系統(tǒng)具有非線性、高維度和內(nèi)部組成相互關(guān)聯(lián)等屬性。復(fù)雜系統(tǒng)在人們生活的環(huán)境中比比皆是,例如城市交通網(wǎng)絡(luò),集成電路系統(tǒng)以及基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等。通常定義由有限個(gè)非線性子系統(tǒng)通過耦合聯(lián)結(jié)而成的高維度互聯(lián)大系統(tǒng)為復(fù)雜系統(tǒng)。作為一類典型的復(fù)雜系統(tǒng),非線性互聯(lián)大系統(tǒng)因其在實(shí)際應(yīng)用和理論研究中的重要性成為廣大學(xué)者的研究熱點(diǎn)。在一些實(shí)際的復(fù)雜系統(tǒng)中,外部干擾的存在以及有限的信道資源都會(huì)直接或者間接的影響著系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。而且由于器件在工作以及信號(hào)在傳輸過程中常常會(huì)產(chǎn)生的攝動(dòng)現(xiàn)象使得建立的模型需要更加精細(xì),更加貼近實(shí)際的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。此外,切換機(jī)制的存在可能會(huì)直接或者間接的影響著復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。對(duì)具有切換機(jī)制的復(fù)雜系統(tǒng)研究同樣迫在眉睫。非線性切換系統(tǒng)由具有有限個(gè)連續(xù)時(shí)間或離散時(shí)間動(dòng)力學(xué)的非線性子系統(tǒng)和控制任何特定子系統(tǒng)在任何時(shí)刻沿切換系統(tǒng)軌跡運(yùn)動(dòng)的切換規(guī)則組成。由于在非線性切換系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問題研究中系統(tǒng)模式切換和濾波器切換之間可能存在異步現(xiàn)象�；谏鲜鲆蛩貙�(duì)復(fù)雜系統(tǒng)模型的分析、狀態(tài)估計(jì)與濾波以及信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的研究具有很高的研究意義和工程應(yīng)用前景。T-S模型已經(jīng)被證明是致密集上萬能逼近器去逼近各種順滑的非線性函數(shù)。利用T-S模糊模型對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建�？梢越鉀Q復(fù)雜系統(tǒng)非線性的問題。本論文的主要工作以及創(chuàng)新之處如下:(1)本論文研究了基于T-S模糊模型的非線性互聯(lián)大系統(tǒng)的非脆弱H_∞濾波問題。濾波器在工作的過程中可能會(huì)因?yàn)橥獠凯h(huán)境以及內(nèi)部元件老化的影響出現(xiàn)參數(shù)的攝動(dòng),針對(duì)這一問題設(shè)計(jì)非脆弱的H_∞濾波器有著重要的實(shí)際意義。由于互聯(lián)大系統(tǒng)由有限個(gè)非線性子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)耦合而成,集中式的濾波方式對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)而言,可能會(huì)因?yàn)橐?guī)模和數(shù)據(jù)的過大,造成傳輸信道的擁堵和丟包現(xiàn)象嚴(yán)重,而且在實(shí)際應(yīng)用中也比較難實(shí)現(xiàn)。本文針對(duì)基于T-S模糊模型的離散互聯(lián)大系統(tǒng)設(shè)計(jì)了分布式非脆弱H_∞濾波器,根據(jù)濾波器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,對(duì)建立的濾波誤差系統(tǒng)模型進(jìn)行穩(wěn)定性及H_∞性能進(jìn)行分析,并在上述分析結(jié)果的基礎(chǔ)上得到非脆弱∞濾波器設(shè)計(jì)方法。(2)本論文研究了非線性互聯(lián)大系統(tǒng)基于事件觸發(fā)的H_∞分布式非脆弱濾波器設(shè)計(jì)問題。由于傳統(tǒng)的時(shí)間觸發(fā)機(jī)制中有很多不必要的數(shù)據(jù)被采樣和傳輸,本文針對(duì)基于T-S模糊模型的互聯(lián)大系統(tǒng)提出了基于事件觸發(fā)機(jī)制的H_∞濾波器,事件觸發(fā)機(jī)制中事件只有在滿足一定的條件才能執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù),從而減少了事件更新頻率和不必要數(shù)據(jù)對(duì)信道的占用。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提事件觸發(fā)機(jī)制確實(shí)提高了信道資源的利用率,同時(shí)保證了濾波誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性及期望的H_∞性能。(3)本論文研究了離散非線性切換系統(tǒng)的異步H_∞濾波問題。由于在實(shí)際工程中,各個(gè)非線性子系統(tǒng)所屬濾波器經(jīng)常在非線性子系統(tǒng)切換的瞬間不能及時(shí)的運(yùn)行,根據(jù)上述異步現(xiàn)象本文針對(duì)基于T-S模糊模型的離散切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)了異步H_∞濾波器。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況,構(gòu)造存在一定范圍內(nèi)能量上升的Lyapunov能量函數(shù)結(jié)合模型依賴平均駐留時(shí)間的方法對(duì)穩(wěn)定性及H_∞性能進(jìn)行分析。(4)本論文針對(duì)非線性互聯(lián)大系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了基于耦合的事件觸發(fā)機(jī)制的H_∞濾波器。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中,當(dāng)系統(tǒng)在沒有干擾作用于系統(tǒng)的情況下執(zhí)行控制任務(wù),采用觸發(fā)閾值獨(dú)立于系統(tǒng)狀態(tài)的事件觸發(fā)機(jī)制對(duì)降低通信負(fù)擔(dān)作用可能有限。本文結(jié)合觸發(fā)閾值獨(dú)立于系統(tǒng)狀態(tài)的事件觸發(fā)機(jī)方案和觸發(fā)閾值依賴于系統(tǒng)狀態(tài)事件觸發(fā)方案,針對(duì)基于T-S模糊模型的互聯(lián)大系統(tǒng)提出了基于耦合的事件觸發(fā)機(jī)制,相比于傳統(tǒng)的事件觸發(fā)機(jī)制能進(jìn)一步的減少不必要的數(shù)據(jù)傳輸。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提的基于耦合的事件觸發(fā)機(jī)制確實(shí)提高了信道資源的利用率,同時(shí)保證了濾波誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性及期望的H_∞性能。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP13;TN713

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 楊明,張冰,王子才;建模與仿真技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2004年09期

2 王正中;復(fù)雜系統(tǒng)預(yù)期行為仿真的演化建模研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2004年09期

3 李伯虎,柴旭東,朱文海,邸彥強(qiáng),王鵬,施國(guó)強(qiáng),譚娟,殷潤(rùn)民,侯寶存;現(xiàn)代建模與仿真技術(shù)發(fā)展中的幾個(gè)焦點(diǎn)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2004年09期

本文編號(hào)：2754227