基于不完全測(cè)量信息的非線性隨機(jī)系統(tǒng)的濾波與控制.pdf

1、本文討論基于不完全測(cè)量信息的幾類非線性隨機(jī)系統(tǒng)的濾波與控制問題。這里的不完全測(cè)量信息是指在建模過程中或者信息傳輸過程中由于受到物理設(shè)備限制或外加隨機(jī)擾動(dòng)而引起測(cè)量信號(hào)發(fā)生不可避免且通常無法預(yù)知的變化的現(xiàn)象，例如測(cè)量數(shù)據(jù)丟失、傳感器延遲、信號(hào)量化、傳感器飽和以及信號(hào)采樣等。本文的主要內(nèi)容分為三個(gè)部分。第一部分針對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)丟失、信號(hào)量化和傳感器依概率延遲三種情形，研究幾類具有一般形式的非線性隨機(jī)離散系統(tǒng)的H∞濾波和控制問題，得到由HJI(H

2、amilton-Jacobi-Isaacs)不等式刻畫的滿足給定性能指標(biāo)的濾波器或控制器的存在性條件。第二部分考慮幾類特殊的非線性隨機(jī)系統(tǒng)在有限時(shí)間域上的魯棒H∞濾波問題。在研究過程中，我們首次提出并在數(shù)學(xué)上描述了一些新的測(cè)量信息不完全現(xiàn)象，如傳感器依概率發(fā)生飽和以及系統(tǒng)中的非線性項(xiàng)以隨機(jī)方式發(fā)生丟失等，并進(jìn)一步給出上述情形下的非線性隨機(jī)系統(tǒng)的濾波方法。第三部分，基于前兩部分的研究結(jié)果，深入研究存在于傳感器網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的一些實(shí)際問題

3、，設(shè)計(jì)符合指定性能指標(biāo)的分布式濾波器和基于采樣數(shù)據(jù)的控制器。具體而言，本文的框架可表述如下:
　　 ·第一章闡明本文所探索課題的研究意義、背景以及動(dòng)機(jī)，介紹每一章節(jié)中所要研究的問題，并概括本文的主要貢獻(xiàn)。
　　 ·第二章研究在數(shù)據(jù)依概率丟失情形下具有一般形式的一類非線性隨機(jī)時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的量化H∞控制問題，得到由HJI不等式描述的關(guān)于量化H∞控制器存在性的分析結(jié)果，進(jìn)而為幾類特殊情形下的隨機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程上易于實(shí)現(xiàn)的量化H

4、∞控制器。
　　 ·第三章首先考慮在測(cè)量數(shù)據(jù)丟失情形下一類形式一般的非線性隨機(jī)離散系統(tǒng)的H∞濾波問題，得到相應(yīng)的由HJI不等式描述的H∞濾波器的存在性條件。然后，本章繼續(xù)研究另一類非線性隨機(jī)離散系統(tǒng)的H∞濾波問題，并考慮傳感器在信號(hào)傳輸中隨機(jī)發(fā)生時(shí)滯的現(xiàn)象。
　　 ·第四章研究在連續(xù)丟包并受信號(hào)量化影響情況下的一類非線性離散時(shí)變隨機(jī)系統(tǒng)在有限時(shí)間域上的魯棒H∞濾波問題。討論非線性以隨機(jī)方式發(fā)生的現(xiàn)象，并基于遞推矩陣不等式

5、為一類具有這種現(xiàn)象的時(shí)變系統(tǒng)設(shè)計(jì)濾波方法。
　　 ·第五章研究傳感器以隨機(jī)方式發(fā)生飽和的新現(xiàn)象，并結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象建立一個(gè)新的傳感器模型，進(jìn)一步探討基于此類模型的H∞濾波問題。
　　 ·第六章針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)定義H∞一致性性能指標(biāo)，定量地分析在有限時(shí)間域上濾波誤差的有界一致性，研究在有限時(shí)間域上具有多重測(cè)量數(shù)據(jù)丟失情形下的傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式H∞一致性濾波問題，利用差分矩陣不等式技術(shù)設(shè)計(jì)魯棒分布式H∞一致性濾波器。

6、>　　 ·第七章研究傳感器網(wǎng)絡(luò)中一類多項(xiàng)式型非線性隨機(jī)系統(tǒng)的分布式H∞濾波問題，使用具有多項(xiàng)式形式的Lyapunov函數(shù)分析濾波誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過求解一組依賴參數(shù)的矩陣不等式設(shè)計(jì)分布式H∞濾波器。
　　 ·第八章研究在隨機(jī)采樣數(shù)據(jù)情形下的傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式H∞濾波問題，通過把采樣周期轉(zhuǎn)化為有界時(shí)滯的方法分析濾波誤差系統(tǒng)的H∞性能及其穩(wěn)定性，并設(shè)計(jì)分布式H∞濾波器。
　　 ·第九章研究一類復(fù)雜動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)的采樣數(shù)據(jù)同步