具有可控MTPM的離散馬爾科夫跳躍系統(tǒng)控制問題研究
本文關(guān)鍵詞:具有可控MTPM的離散馬爾科夫跳躍系統(tǒng)控制問題研究 出處:《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
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【摘要】:伴隨著信息科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,涌現(xiàn)了諸如航天系統(tǒng)、集成系統(tǒng)、制造系統(tǒng)等大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,容易受到工作環(huán)境變化、子系統(tǒng)連接故障、系統(tǒng)部件損壞等隨機(jī)事件的影響,從而導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生突變。馬爾科夫跳躍系統(tǒng)作為一類建模工具能夠很好地描繪這類系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,并且在機(jī)械制造、網(wǎng)絡(luò)化控制等諸多領(lǐng)域得到了的廣泛應(yīng)用。跳躍系統(tǒng)由若干個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成,每個(gè)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性可以稱為一個(gè)模態(tài),各模態(tài)之間的隨機(jī)切換規(guī)律由馬爾科夫鏈描述。模態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣(ModeTransition Probability Matrix,MTPM)作為反映馬爾科夫鏈的重要參數(shù),不僅表征了模態(tài)之間的切換概率,并且與系統(tǒng)狀態(tài)變化息息相關(guān),F(xiàn)有的大多數(shù)研究是基于模態(tài)隨機(jī)切換律不可控這一前提,利用MTPM信息分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及設(shè)計(jì)控制器。然而在很多實(shí)際跳躍系統(tǒng)中MTPM是人為可控的,通過控制MTPM調(diào)整各模態(tài)出現(xiàn)的概率,能夠降低系統(tǒng)整體代價(jià)。因此本文將離散馬爾科夫跳躍系統(tǒng)作為研究對(duì)象,圍繞其模態(tài)隨機(jī)切換律會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能這一特點(diǎn)開展研究,提出一種狀態(tài)-模態(tài)反饋控制策略,通過人為控制MTPM來調(diào)節(jié)系統(tǒng)每個(gè)模態(tài)出現(xiàn)的概率。該策略在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)降低了系統(tǒng)的代價(jià),進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)性能的目的。具體研究工作如下:(1)針對(duì)離散馬爾科夫跳躍系統(tǒng),建立包含模態(tài)控制代價(jià)和狀態(tài)控制代價(jià)的新型性能指標(biāo);谠撔滦托阅苤笜(biāo),設(shè)計(jì)最優(yōu)模態(tài)反饋控制器以調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行過程中各模態(tài)出現(xiàn)的概率,并討論了最優(yōu)模態(tài)反饋控制量取值的約束條件。(2)針對(duì)離散馬爾科夫跳躍系統(tǒng),設(shè)計(jì)狀態(tài)-模態(tài)反饋控制策略。該策略包含兩部分,一是設(shè)計(jì)依賴于路徑的狀態(tài)反饋控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的一致穩(wěn)定,二是設(shè)計(jì)最優(yōu)模態(tài)反饋控制器降低系統(tǒng)的代價(jià)。與傳統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制策略相比,該控制策略實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和模態(tài)的聯(lián)合控制,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的同時(shí),有效的降低系統(tǒng)代價(jià)。本文針對(duì)具有可控MTPM 一類離散馬爾科夫跳躍系統(tǒng),提出了最優(yōu)模態(tài)控制策略和狀態(tài)-模態(tài)反饋控制策略,詳細(xì)地給出了控制器的設(shè)計(jì)過程,并通過仿真算例驗(yàn)證了該控制策略在降低系統(tǒng)代價(jià)方面的有效性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:O231
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,本文編號(hào):1349343
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