本文關(guān)鍵詞：通訊受限的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)的研究

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【摘要】：網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)(NSES)是通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)引入到傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制系統(tǒng)中而組成的系統(tǒng)。NSES具有很多優(yōu)勢(shì),比如靈活性高、能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享和擴(kuò)展、增加了系統(tǒng)的可靠性以及易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),因此一直受到控制領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。但是,由于網(wǎng)絡(luò)的引入,會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜,同時(shí)也會(huì)不可避免地引起通訊受限、網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、數(shù)據(jù)包丟失、多包傳輸、時(shí)序錯(cuò)亂和變采樣等問(wèn)題,這些問(wèn)題的出現(xiàn),都有可能會(huì)降低系統(tǒng)的性能甚至?xí)䦟?dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。在NSES中,關(guān)于如何補(bǔ)償在通訊受限且存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失情況的問(wèn)題至關(guān)重要。本文所進(jìn)行的研究主要是基于傳統(tǒng)Kalman最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法,針對(duì)NSES中,在通訊受限且存在數(shù)據(jù)包丟失和網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的情況下,如何解決網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)中狀態(tài)的補(bǔ)償問(wèn)題。將問(wèn)題分解成多種情況,依次進(jìn)行闡述,并分別提出了狀態(tài)補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)狀態(tài)估計(jì)算法。主要研究?jī)?nèi)容如下：首先,根據(jù)NSES通訊受限情況的不同,具體可分為四種情況進(jìn)行考慮。分別詳細(xì)描述NSES中僅在通訊受限情況、在通訊受限且存在數(shù)據(jù)包丟失情況、在通訊受限且存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延情況以及在通訊受限且同時(shí)存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失情況對(duì)應(yīng)的問(wèn)題并構(gòu)造出不同的系統(tǒng)模型,且給出相應(yīng)的狀態(tài)補(bǔ)償方法。其次,針對(duì)上述四種通訊受限情況的情況,分別提出了對(duì)應(yīng)的離散隨機(jī)線(xiàn)性系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法,根據(jù)線(xiàn)性最小方差估計(jì)準(zhǔn)則,使用線(xiàn)性最小方差估計(jì)的Kalman最優(yōu)濾波原理,完成對(duì)NSES在狀態(tài)完全可觀(guān)測(cè)時(shí)的狀態(tài)估計(jì),得到了最優(yōu)濾波基本方程。再次,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,使用網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法時(shí),由于初始值的選擇不準(zhǔn)確或者因?qū)τ趯?duì)象的物理過(guò)程了解不夠而造成模型錯(cuò)誤的問(wèn)題,因此可能會(huì)導(dǎo)致濾波發(fā)散的問(wèn)題。本章針對(duì)上述通訊受限的情況,給出了濾波發(fā)散問(wèn)題的解決方案,并給出了相應(yīng)的衰減記憶濾波算法。最后,針對(duì)給出的網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)補(bǔ)償方法和解決NSES濾波發(fā)散問(wèn)題的方法,通過(guò)仿真來(lái)驗(yàn)證所做理論分析的正確性以及所提方法的真實(shí)有效性。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng) 通訊受限 數(shù)據(jù)包丟失 網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延 狀態(tài)估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 研究課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延13-14
• 1.2.2 數(shù)據(jù)包丟失14-15
• 1.2.3 通訊受限15
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 預(yù)備知識(shí)17-27
• 2.1 線(xiàn)性最小方差估計(jì)17-19
• 2.2 Lyapunov穩(wěn)定性定理19-20
• 2.3 Kalman最優(yōu)濾波算法20-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)27-55
• 3.1 引言27-28
• 3.2 問(wèn)題描述28-32
• 3.2.1 通訊受限的NSES29-31
• 3.2.2 存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的NSES31-32
• 3.2.3 存在數(shù)據(jù)包丟失的NSES32
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法32-38
• 3.3.1 傳統(tǒng)最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法32-33
• 3.3.2 通訊受限的網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法33-34
• 3.3.3 通訊受限且存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法34-36
• 3.3.4 通訊受限且存在數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法36-38
• 3.4 網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法的穩(wěn)定性38-48
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)的可控性38-40
• 3.4.2 網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)的可觀(guān)測(cè)性40-43
• 3.4.3 網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法的穩(wěn)定性43-47
• 3.4.4 網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)算法的步驟47-48
• 3.5 數(shù)值實(shí)例48-53
• 3.5.1 Kalman最優(yōu)濾波狀態(tài)估計(jì)48-49
• 3.5.2 通訊受限的NSES的網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)濾波狀態(tài)估計(jì)49-53
• 3.6 本章小結(jié)53-55
• 第四章 網(wǎng)絡(luò)化最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)的發(fā)散問(wèn)題55-62
• 4.1 引言55-56
• 4.2 問(wèn)題描述56-57
• 4.3 主要結(jié)果57-59
• 4.3.1 濾波發(fā)散的解決方法介紹57
• 4.3.2 通訊受限的網(wǎng)絡(luò)化衰減記憶濾波算法57-59
• 4.4 數(shù)值實(shí)例59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 總結(jié)和展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-71
• 致謝71

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