检索结果-南通市图书馆

作者：马思腾哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

Markov跳变系统对于系统结构以及参数的突变具有良好的建模能力,因而在航空航天、医疗、通讯等诸多领域有着重要的应用。随着对系统可靠性要求的提高,Markov跳变系统的故障检测问题受到越来越多的关注。一方面,得益于通信技术的飞速发展... 详细信息

Markov跳变系统对于系统结构以及参数的突变具有良好的建模能力,因而在航空航天、医疗、通讯等诸多领域有着重要的应用。随着对系统可靠性要求的提高,Markov跳变系统的故障检测问题受到越来越多的关注。一方面,得益于通信技术的飞速发展,许多系统实现了不同单元间通过通信网络传输数据,但是由于网络带宽限制,传输过程中可能会发生数据冲突。通信协议是节约网络带宽资源、缓解数据冲突的有效策略。另一方面,故障检测研究中通常要求残差动态系统满足一定性能指标。耗散性作为一种性能准则,具有灵活的设计形式,其包含了无源性和H性能。因此,研究通信协议下Markov跳变系统的耗散故障检测问题具有一定意义。本文针对几类非线性Markov跳变系统,考虑隐藏模态信息、部分未知转移概率、网络攻击、测量野值等因素的影响,在三种不同通信协议下探讨基于耗散性的故障检测问题。具体研究内容包括以下三个方面:1、在轮询协议下探讨具有网络攻击和隐藏模态信息的非线性Markov跳变系统耗散故障检测问题。采用Bernoulli随机变量描述受混合网络攻击影响的测量输出,包含成功传输、遭受拒绝服务攻击和遭受欺骗攻击三种情况。针对系统模态信息隐藏现象,借助隐Markov模型构造异步故障检测滤波器。随后,运用Lyapunov稳定性理论推导出保证残差动态系统随机稳定且随机严格耗散的充分条件,并将其转化成线性矩阵不等式(LMI),进而求解出故障检测滤波器增益矩阵。最后,通过一个数值算例说明所提故障检测策略是有效的。2、针对随机通信协议下具有测量野值和部分未知转移概率的时滞非线性Markov跳变系统研究耗散故障检测问题。为削弱测量野值的影响,借助自适应饱和函数构造抗野值故障检测滤波器。通过构造具有时滞以及自适应饱和水平相关项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推导出使残差动态系统随机稳定且随机严格耗散的充分准则,并通过求解LMI得到故障检测滤波器参数。此外,还设计无饱和约束的故障检测滤波器,并通过仿真比较验证所提抗野值故障检测方案的优越性。3、在加权一次尝试丢弃协议下讨论具有传感器网络的时滞非线性Markov跳变系统非脆弱分布式耗散故障检测问题。采用两个Bernoulli随机变量分别刻画故障发生的随机性以及两种非线性间的随机切换。构造非脆弱分布式故障检测滤波器,利用增广技术得到紧凑形式的残差动态系统,并以随机稳定和随机严格耗散性作为性能要求。在保证残差动态系统满足性能要求的前提下,运用LMI方法,给出故障检测滤波器参数的显式表达式。最后,通过仿真验证所提分布式故障检测方法的有效性。

关键词：故障检测 Markov跳变系统通信协议耗散性测量野值

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一类非线性系统的分布式滤波

一类非线性系统的分布式滤波

作者：鲍广妍南京理工大学

学位级别：硕士

本论文研究了无线传感器网络中基于状态相关系数矩阵参数化方法的非线性系统分布式滤波问题。本论文考虑一般的非线性系统,利用状态相关系数矩阵参数化技术对系统中的非线性函数进行处理,分别实现了分布式集员滤波器、分布式H∞滤波器... 详细信息

本论文研究了无线传感器网络中基于状态相关系数矩阵参数化方法的非线性系统分布式滤波问题。本论文考虑一般的非线性系统,利用状态相关系数矩阵参数化技术对系统中的非线性函数进行处理,分别实现了分布式集员滤波器、分布式H∞滤波器和分布式包络约束滤波器的设计。另外,在滤波器设计中考虑了量测野值和量测缺失现象。在此基础上,综合利用数学归纳法和线性矩阵不等式技术,分别得到三种分布式滤波器存在的充分条件。具体地,本论文研究的内容包括以下方面:1.研究基于无线传感器网络的一类受未知但有界噪声影响下的非线性系统的分布式集员滤波问题,其中未知但有界噪声受到已知的有界约束。利用状态相关系数矩阵参数化技术将原非线性系统表示为伪线性形式。同时,考虑量测值异常现象,在局部滤波器结构中引入自适应饱和约束机制,将传感器节点接收到的新息限制在一定范围内,从而缓解异常量测值对滤波性能的影响,确保每个传感器节点的滤波误差都约束在预先设定的范围内。最后,利用线性矩阵不等式技术得到期望滤波器存在的充分条件,并通过求解优化问题获得局部最优的滤波器参数。数值算例验证了分布式集员滤波器设计算法的有效性。2.研究基于无线传感器网络的一类受能量有界噪声影响下的非线性系统的分布式H∞滤波问题。考虑传感器随机发生的量测缺失现象,用服从伯努利分布的随机变量序列描述,再通过状态相关系数矩阵参数化方法处理原系统模型。为传感器节点设计局部滤波器,满足预先设定的H∞性能指标,从而减轻量测缺失对系统滤波性能造成的影响。将所提出的H∞滤波问题的可解性转化为一组递推线性矩阵不等式的可行性问题。最后,通过数值仿真验证了分布式H∞滤波器设计算法的有效性。3.研究基于无线传感器网络的一类受能量有界噪声影响下的非线性系统的分布式包络约束滤波问题。考虑随机发生的量测缺失现象并用服从伯努利分布的随机变量序列来描述。基于状态相关系数矩阵参数化处理后的伪线性系统模型,为每个节点设计局部滤波器,利用数学归纳法和线性矩阵不等式技术给出了滤波器设计方法。数值仿真验证了所提出的分布式滤波算法能够主动地补偿量测缺失的影响,并且使输出估计误差始终保持在给定的包络范围内。

关键词：状态相关系数矩阵参数化无线传感器网络分布式滤波测量野值量测缺失

基于概率约束目标的网络控制系统的跟踪控制研究

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基于概率约束目标的网络控制系统的跟踪控制研究

作者：魏斌上海理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着科学技术的飞速发展,以计算机网络为媒介的信息化时代正推动着以传统工业、钢铁、电力等为代表的复杂工业控制系统向信息物理系统深度融合的方向迈进,由此,催生出一种新型控制系统—网络化控制系统。该系统自问世以来很快在... 详细信息

近年来,随着科学技术的飞速发展,以计算机网络为媒介的信息化时代正推动着以传统工业、钢铁、电力等为代表的复杂工业控制系统向信息物理系统深度融合的方向迈进,由此,催生出一种新型控制系统—网络化控制系统。该系统自问世以来很快在军事、航天、导航制导等领域得到了广泛应用。然而,复杂多变的网络环境也带来了诸如网络攻击、传输受限等一系列新的问题,给设计满足期望性能指标的观测器/控制器带来了全新挑战。本文针对一类非线性网络化控制系统,考虑网络攻击以及测量野值等网络情况,设计跟踪观测器和控制器使其满足给定的概率约束目标。主要工作如下:研究一类在概率约束、网络攻击以及测量野值下的非线性网络化系统的跟踪控制器设计问题。首先,综合考虑非周期拒绝服务攻击和测量野值的影响,设计基于饱和函数的观测器来削弱野值带来的影响。本文设计的概率约束跟踪控制器可以确保跟踪误差落在给定椭球集合的概率低于给定值,且使得到的椭球在矩阵范数意义下最小。其次,借助矩阵运算法则得到估计误差和跟踪误差分别满足方差约束和概率约束的充分条件,并借助Matlab求解估计器和控制器参数。最后通过数值仿真展示了所设计的跟踪控制器方案的可靠性和有效性。讨论了Round-Robin(RR)通信协议及欺骗攻击下网络化控制系统的跟踪控制问题。首先,为了缓解通讯网络计算负担,本文引入RR协议来调度网络数据传输,且在考虑欺骗攻击下设计跟踪控制器,保证跟踪误差超过给定阈值的概率低于一个预先给定的值。此外,借助于递推线性矩阵不等式方法,可以得到满足概率约束性能指标的充分条件以及预期的控制器和估计器参数矩阵。最后,通过两个仿真例子验证所设计方案的有效性。

关键词：网络控制系统概率约束 Round-Robin协议网络攻击测量野值线性矩阵不等式

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多智能体系统H∞一致性控制问题研究

多智能体系统H∞一致性控制问题研究

作者：何倩倩东北石油大学

学位级别：硕士

鉴于多智能体系统广泛的应用前景,它受到越来越多的学者的广泛关注。一致性控制问题是多智能体系统应用的基础,即智能体通过利用自身和邻居间的信息交互来设计控制器,从而使得所有智能体的状态达到一致。但在实际应用的过程中,常常会不... 详细信息

鉴于多智能体系统广泛的应用前景,它受到越来越多的学者的广泛关注。一致性控制问题是多智能体系统应用的基础,即智能体通过利用自身和邻居间的信息交互来设计控制器,从而使得所有智能体的状态达到一致。但在实际应用的过程中,常常会不可避免地出现测量丢失、非线性、测量野值以及噪声影响等现象,这些问题的存在将会直接影响多智能体系统的一致性控制性能。因此,建立一类能够在上述复杂情形下仍然有效的H∞一致性控制方法框架具有非常重要的工程意义。本文针对离散时间多智能体系统进行建模,应用李亚普诺夫稳定性定理,结合线性矩阵不等式方法,探讨多智能体系统H∞一致性控制器的设计方法。本文做出的工作如下:1.基于解耦方法研究了遭受测量丢失的非线性多智能体系统的H∞一致性控制问题。首先,通过引入服从伯努利分布的随机变量来对测量丢失现象进行刻画。其次,为了减轻计算负担应用特征值分解和坐标变换的方法将闭环系统解耦成多个子系统。通过李亚普诺夫稳定性理论建立了使得所设计控制器确保闭环多智能体系统满足H∞一致性控制性能的充分条件。最后,通过使用MATLAB软件进行仿真实验,验证了所设计的一致性控制算法满足期望性能指标要求。2.研究基于野值抑制观测器的多速率多智能体系统的H∞一致性控制问题。为了满足实际传输需求以及降低通信成本,提出了多速率策略来控制每个智能体及其测量输出的采样频率。针对测量过程中存在的野值现象,相应地设计了野值抑制观测器模型。采用李亚普诺夫稳定性理论,获得了保证系统渐近稳定和满足H∞一致性控制性能的充分条件。最后,使用MATLAB软件进行仿真实验,验证了所设计的控制器满足预期性能指标要求。3.研究基于解耦方法的一致性控制算法和基于野值抑制观测器的一致性控制算法在四旋翼飞行器Qball-X4系统中的应用。首先介绍了四旋翼飞行器的模型,根据此模型构造李亚普诺夫函数,利用线性矩阵不等式得到了同时满足稳定性条件和噪声抑制水平的控制器参数,最后根据参数表设置系统参数进行试验,验证了所提出控制算法的有效性。

关键词：多智能体系统非线性测量野值多速率机制 H∞一致性控制

低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计

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低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计