活動邊界分布參數(shù)系統(tǒng)是一類無窮維系統(tǒng),具有廣闊的應(yīng)用背景,其邊界的時變特性會影響系統(tǒng)的性能。而移動控制相當(dāng)于對系統(tǒng)增加了一個控制維度,能有效提升系統(tǒng)的性能。因此,對活動邊界分布參數(shù)系統(tǒng)的移動控制與估計研究具有重要的理論和實際意義。本文基于活動邊界分布參數(shù)系統(tǒng),利用算子半群理論、Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)以及隨機分析等方法,通過移動傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)對幾類活動邊界分布參數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行移動控制與估計,主要內(nèi)容如下:1.針對傳感器與執(zhí)行器在空間中的分布情況,分別討論了并列的和非并列的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下一類活動邊界擴(kuò)散系統(tǒng)的移動控制問題。利用算子半群理論,考慮到空間擴(kuò)散算子的時變性,選取了一個合適的Lyapunov泛函,分別給出了并列和非并列的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使活動邊界擴(kuò)散系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件。同時,基于移動傳感器/執(zhí)行器的動力學(xué)系統(tǒng),獲得了其移動驅(qū)動力策略,并討論了其在空間域移動過程中的防碰撞問題。所提策略表明基于移動傳感器/執(zhí)行器的移動控制能有效地消除邊界的時變性對系統(tǒng)的影響,并提升系統(tǒng)的控制性能。2.研究了一類活動邊界對流-擴(kuò)散系統(tǒng)的狀態(tài)估計問題。針對系統(tǒng)活動邊界的時變性所引起的時變空間擴(kuò)散算子的非對稱性問題,在誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析過程中,首次提出了一類具有對稱性的Lyapunov泛函。設(shè)計了活動邊界對流-擴(kuò)散系統(tǒng)的集中式估計器,得到了使誤差系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件;考慮了移動傳感器網(wǎng)絡(luò)中的隨機測量丟失問題,設(shè)計了分布一致狀態(tài)估計器,并得到了使誤差系統(tǒng)在均方意義下全局漸近穩(wěn)定的充分條件。仿真例子及對比分析表明,移動估計能使?fàn)顟B(tài)估計誤差系統(tǒng)更快地趨于穩(wěn)定,系統(tǒng)的活動邊界以及網(wǎng)絡(luò)中的隨機測量丟失會影響傳感器在空間中的移動軌跡。3.基于移動傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò),首次研究了具有移動擾動源的活動邊界反應(yīng)-對流-擴(kuò)散系統(tǒng)的魯棒H_∞控制與濾波問題。由于移動擾動源對系統(tǒng)狀態(tài)的擾動以及其不可測性,分別設(shè)計了一類滿足H_∞性能指標(biāo)的具有魯棒性的控制器與濾波器。同時,在設(shè)計魯棒H_∞濾波器時,考慮了傳感器網(wǎng)絡(luò)中的測量時滯問題,通過移動傳感器來消除隨機測量時滯對系統(tǒng)性能的影響。研究表明,所設(shè)計的控制器與濾波器對移動擾動源的擾動、系統(tǒng)的活動邊界引起的系統(tǒng)狀態(tài)的改變以及網(wǎng)絡(luò)中的隨機測量時滯等問題具有較強的魯棒性。4.應(yīng)用移動傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)對一類It?o型隨機分布參數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行控制�；陔S機分析理論,將定義在完備概率空間上的系統(tǒng)狀態(tài)看作It?o型隨機分布參數(shù)系統(tǒng)的解隨機場,結(jié)合It?o微分公式、全微分公式和Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù),得到了使It?o型隨機分布參數(shù)系統(tǒng)隨機穩(wěn)定的移動控制策略,并仿真分析了所提移動控制策略的有效性。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP13;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2823662