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线性多变量控制系统的干扰抑制性能极限:信息论方法

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控制理论与应用 2004年第3期21卷 357-361页

作者：章辉孙优贤浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江大学控制科学与工程系现代控制工程研究所浙江杭州310027

考察了受随机干扰的线性离散多变量时不变反馈控制系统中的不确定性和信息传输,从信息论的角度阐述了系统干扰抑制的性能极限.讨论中采用熵率和信息率作为系统干扰抑制的性能函数.针对调节问题,利用Bode积分定理将控制系统中的熵率和系... 详细信息

考察了受随机干扰的线性离散多变量时不变反馈控制系统中的不确定性和信息传输,从信息论的角度阐述了系统干扰抑制的性能极限.讨论中采用熵率和信息率作为系统干扰抑制的性能函数.针对调节问题,利用Bode积分定理将控制系统中的熵率和系统开环不稳定极点结合起来,修正了"变异度守恒定律";针对跟踪问题,研究高斯系统中干扰与输出间的互信息率和系统闭环传递函数H∞熵的关系,并在此基础上得出了系统干扰抑制的性能上界.

关键词：信息率 Bode积分 H∞熵性能极限线性多变量系统随机干扰

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单变量线性控制系统中H_∞熵的信息论意义

浙江大学学报（工学版） 2003年第5期37卷 517-520页

作者：章辉孙优贤浙江大学控制科学与工程系工业控制国家重点实验室浙江杭州310027

从考察具有外加随机噪声的单变量线性控制系统中的信息传输出发,研究了干扰输入和输出间的互信息率,并得出了互信息率与最小熵H∞控制理论中的性能函数——系统闭环传递函数H∞熵之间的关系,指出闭环传递函数的H∞熵是系统抑制干扰的可... 详细信息

从考察具有外加随机噪声的单变量线性控制系统中的信息传输出发,研究了干扰输入和输出间的互信息率,并得出了互信息率与最小熵H∞控制理论中的性能函数——系统闭环传递函数H∞熵之间的关系,指出闭环传递函数的H∞熵是系统抑制干扰的可达性能(以互信息率为指标函数)的上界,探讨了控制系统中H∞熵的信息论意义.在此基础上,利用H∞熵的特性对具有外加随机噪声的不确定性系统和参数摄动不确定性系统的控制性能进行了比较,从而为利用信息论的概念和方法研究参数摄动不确定系统探索了有效的途径.

关键词：单变量线性控制系统 H∞熵信息论随机噪声参数摄动互信息率信息传输

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通讯访问约束下的线性系统参数可辨识性

浙江大学学报（工学版） 2011年第12期45卷 2103-2108页

作者：王丽娟章辉浙江大学控制科学与工程学系工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

考察了线性离散时间随机系统在访问约束下的模型参数在线辨识问题.对于参数的变化为Gauss-Markov过程描述的时变线性多变量系统,将其输入输出模型转化为状态空间模型,即可使时变参数的在线辨识问题转化为系统状态估计问题.对于系统中存... 详细信息

考察了线性离散时间随机系统在访问约束下的模型参数在线辨识问题.对于参数的变化为Gauss-Markov过程描述的时变线性多变量系统,将其输入输出模型转化为状态空间模型,即可使时变参数的在线辨识问题转化为系统状态估计问题.对于系统中存在的因访问约束造成的有限通讯,采用一个二值向量函数描述系统中各个信号的通讯状态,其中"1"表示该信号被传输,"0"表示通讯中断.运用信息论的测度和方法,根据由互信息定义的可辨识性概念,讨论了线性时变系统的参数在线可辨识性问题,得出在输出检测信号传输存在访问接入约束情况下的参数可辨识性条件.理论分析和仿真结果表明:在通讯访问受限的条件下,系统存在合理的通讯接入策略,使其保持模型参数的可辨识性.

关键词：访问受限 Gauss-Markov过程可辨识性通信策略互信息

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离散随机模型降阶的最小条件信息损失方法

控制理论与应用 2005年第6期22卷 919-924页

作者：章辉孙优贤浙江大学控制科学与工程系现代控制工程研究所工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

针对随机系统的模型降阶问题,从分析离散线性随机状态方程模型中的条件信息描述机制入手,讨论了模型状态集聚过程中系统的平均条件信息损失.运用在模式识别领域中获得成功应用的最小信息损失准则得出了一种新的模型降阶信息论方法——... 详细信息

针对随机系统的模型降阶问题,从分析离散线性随机状态方程模型中的条件信息描述机制入手,讨论了模型状态集聚过程中系统的平均条件信息损失.运用在模式识别领域中获得成功应用的最小信息损失准则得出了一种新的模型降阶信息论方法———基于状态集聚的最小条件信息损失方法,并讨论了降阶模型阶次的选择.分析表明,当原系统是渐近稳定时,由该方法得出的降阶模型也是渐近稳定的.该方法运用简单,仿真研究也表明由该方法得出的降阶模型具有良好的近似性能.

关键词：模型降阶状态集聚最小信息损失熵离散线性随机系统

基于交叉格莱姆矩阵的最小信息损失模型降阶方法

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浙江大学学报（工学版） 2009年第5期43卷 817-821,826页

作者：付金宝章辉孙优贤浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

运用信息论的原理和方法研究以状态空间形式描述的线性定常系统的模型降阶问题.应用线性定常系统及其对偶系统的稳态状态信息熵规范了系统能控性信息和能观性信息的定义形式.基于交叉格莱姆矩阵的系统信息属性,定义了交叉格莱姆信息.通... 详细信息

运用信息论的原理和方法研究以状态空间形式描述的线性定常系统的模型降阶问题.应用线性定常系统及其对偶系统的稳态状态信息熵规范了系统能控性信息和能观性信息的定义形式.基于交叉格莱姆矩阵的系统信息属性,定义了交叉格莱姆信息.通过分析系统稳态状态信息熵的信息描述形式,揭示了交叉格莱姆信息的状态物理含义.在基于最小信息损失的模型降阶过程中以交叉格莱姆信息损失最小为目标,提出了新的模型降阶方法———CGMIL方法.理论分析和仿真结果表明,交叉格莱姆信息是包含系统能控性信息和能观性信息的综合信息描述形式,CGMIL方法与基于最小信息损失的模型降阶方法相比能够获得更好的降阶性能.

关键词：模型降阶最小信息损失交叉格莱姆矩阵能控性能观性线性随机系统