本文關鍵詞：帶測量時滯與噪聲的網(wǎng)絡化系統(tǒng)狀態(tài)估計問題研究

  更多相關文章： 網(wǎng)絡通信 多傳感器網(wǎng)絡 輸出時延 測量噪聲 一致性濾波

【摘要】：狀態(tài)估計問題一直以來都是控制科學中的一個重要的研究課題。在無法獲得準確的系統(tǒng)狀態(tài)的情況下,設計一個性能良好的狀態(tài)觀測器對于我們了解系統(tǒng)、實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制有很大的幫助。在網(wǎng)絡通信環(huán)境下,系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⑼捎诰W(wǎng)絡帶寬有限、傳輸信道有未知干擾,不可避免地出現(xiàn)信息傳輸時延、數(shù)據(jù)包丟失等問題。這些問題會對實際應用造成較大的負面影響,傳統(tǒng)的控制算法,濾波理論難以直接應用。因此,如何利用這些不具有即時性并且受到干擾的信息估計出較為準確的系統(tǒng)狀態(tài)并給出合理的控制量成為了一個巨大的挑戰(zhàn)。本文針對在網(wǎng)絡通信環(huán)境下通過網(wǎng)絡傳輸?shù)臏y量信息會影響狀態(tài)估計精度的問題,首先,研究了含隨機有界輸出時滯的單傳感器系統(tǒng)的狀態(tài)估計問題,測量時滯使用馬爾科夫鏈進行建模,并利用狀態(tài)增廣法處理測量時延,將含測量時滯的系統(tǒng)轉化為一個類似于切換系統(tǒng)的多模型系統(tǒng),然后使用交互式多模型算法得到系統(tǒng)的狀態(tài)估計值;其次,研究了含有測量噪聲的多傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的一致性狀態(tài)估計問題,為降低輸出噪聲對狀態(tài)估計的影響,設計了一種基于比例積分觀測器的一致性濾波器,并通過數(shù)學方法證明了濾波器的收斂性,然后對該一致性濾波器進行了改進,進一步提高了一致性濾波器的估計效果；最后,研究了含輸出時滯系統(tǒng)的一致性狀態(tài)估計問題,將時延量作為系統(tǒng)的輸出擾動來處理,根據(jù)系統(tǒng)是否穩(wěn)定設計了兩種基于奇異觀測器的一致性濾波器,這兩種一致性濾波器改善了測量時滯使狀態(tài)估計不準的問題。我們對文中算法均進行了穩(wěn)定性分析以及數(shù)值仿真,驗證了文中算法的有效性。本文擬對在網(wǎng)絡通信環(huán)境中含有測量噪聲和測量傳輸時延的系統(tǒng),給出一系列狀態(tài)估計方法,為網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的現(xiàn)實應用提供理論支持。
【關鍵詞】：網(wǎng)絡通信 多傳感器網(wǎng)絡 輸出時延 測量噪聲 一致性濾波
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN713
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 國內外的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢12-14
• 1.2.1 測量含傳輸時延的狀態(tài)估計問題12-13
• 1.2.2 分布式一致性濾波問題13-14
• 1.3 課題的研究意義14-15
• 1.4 課題的研究內容15-18
• 第二章 基于交互式多模型算法的含測量時滯系統(tǒng)的狀態(tài)估計問題研究18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 測量時滯以及系統(tǒng)的數(shù)學模型18-20
• 2.3 含測量時滯系統(tǒng)的多模型描述20-21
• 2.4 交互式多模型算法21-24
• 2.4.1 基于模型的重初始化22-23
• 2.4.2 基于模型的濾波23-24
• 2.4.3 模型概率更新24
• 2.4.4 估計融合24
• 2.5 數(shù)值仿真24-30
• 2.6 本章小結30-32
• 第三章 含測量噪聲的多傳感器網(wǎng)絡的分布式一致性濾波32-50
• 3.1 引言32-33
• 3.2 研究對象數(shù)學模型33-34
• 3.3 一致性協(xié)議及一致性濾波器設計34-36
• 3.4 穩(wěn)定性分析36-39
• 3.5 改進的·致性濾波器39-41
• 3.6 數(shù)值仿真41-48
• 3.7 本章小結48-50
• 第四章 含輸出時延系統(tǒng)的分布式一致性濾波50-68
• 4.1 引言50-51
• 4.2 研究對象數(shù)學模型51-52
• 4.3 觀測器設計52-57
• 4.3.1 系統(tǒng)矩陣A穩(wěn)定的情形52-55
• 4.3.2 系統(tǒng)矩陣A不穩(wěn)定的情形55-57
• 4.4 一致性協(xié)議及一致性濾波器設計57-61
• 4.4.1 系統(tǒng)矩陣A穩(wěn)定的情形57-59
• 4.4.2 系統(tǒng)矩陣A不穩(wěn)定的情形59-61
• 4.5 數(shù)值仿真61-65
• 4.6 本章小結65-68
• 第五章 總結與展望68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 研究成果及發(fā)表的學術論文76-78
• 作者和導師簡介78-79
• 附件79-80

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