隨機(jī)時(shí)滯網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的測(cè)量建模與估計(jì)問(wèn)題的研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是當(dāng)前控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).然而，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限以及信息傳輸過(guò)程中的碰撞，不可避免地導(dǎo)致信息延遲、數(shù)據(jù)包丟失、數(shù)據(jù)包時(shí)序錯(cuò)亂以及多包傳輸?shù)葐?wèn)題.這些問(wèn)題的存在破壞了系統(tǒng)性能，使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得異常復(fù)雜.本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的時(shí)延、數(shù)據(jù)包亂序等問(wèn)題，首先研究由隨機(jī)時(shí)滯引起的不確定測(cè)量的建模問(wèn)題，然后在得到的測(cè)量模型的基礎(chǔ)上提出了幾類不同估計(jì)意義下的狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題.主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.在假設(shè)網(wǎng)

2、絡(luò)傳輸沒(méi)有數(shù)據(jù)包丟失的前提下，針對(duì)隨機(jī)時(shí)滯和數(shù)據(jù)包亂序的不確定測(cè)量建立兩種測(cè)量模型.在每個(gè)時(shí)刻通過(guò)對(duì)收到的所有測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行排列組合，給出一種不帶時(shí)間戳的測(cè)量建模.另一種測(cè)量建模則是對(duì)已有文獻(xiàn)中的帶有時(shí)間戳的測(cè)量模型進(jìn)行改進(jìn)，保證每個(gè)測(cè)量輸出僅被收到一次，且允許一次可以收到多個(gè)數(shù)據(jù)包，建立了一種更適合網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的測(cè)量模型.
　　 2.利用不帶時(shí)間戳的測(cè)量模型，研究一步滯后隨機(jī)時(shí)滯的不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題.首先討論同

3、時(shí)收到兩個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)亂序的情況，分別在兩種不同的估計(jì)條件下設(shè)計(jì)最優(yōu)估計(jì)器.這兩種條件的主要區(qū)別在于是否保證估計(jì)誤差協(xié)方差一致有界，通過(guò)證明得到在這兩種估計(jì)條件下均能得到相同的估計(jì)器形式，即估計(jì)器端利用的測(cè)量值是收到的兩個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值.最后根據(jù)收到測(cè)量數(shù)據(jù)的各種情況，給出最大隨機(jī)時(shí)滯界為1時(shí)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)器.
　　 3.進(jìn)一步分別研究最大隨機(jī)時(shí)滯界N＞1時(shí)不穩(wěn)定和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題.針對(duì)最大隨機(jī)時(shí)滯界N＞1

4、時(shí)測(cè)量亂序會(huì)變得更加復(fù)雜的情況，首先利用FIFO原則限定突發(fā)亂序的測(cè)量，在誤差協(xié)方差一致有界條件下得到估計(jì)器端利用的測(cè)量是所有測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值的結(jié)果，從而得到不穩(wěn)定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)器;然后研究了去掉FIFO條件時(shí)，根據(jù)收到數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)和發(fā)生時(shí)滯的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)之間的關(guān)系設(shè)計(jì)不穩(wěn)定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)器;最后將FIFO的結(jié)論推廣到穩(wěn)定系統(tǒng)中，即僅在保證無(wú)偏估計(jì)的意義下設(shè)計(jì)了有界隨機(jī)時(shí)滯穩(wěn)定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題.
　　 4.在假設(shè)隨機(jī)時(shí)

5、滯發(fā)生概率已知時(shí)，利用帶有時(shí)間戳的測(cè)量模型，分別研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計(jì)和H∞估計(jì)問(wèn)題.將得到的隨機(jī)時(shí)滯測(cè)量重組成無(wú)時(shí)滯的測(cè)量，利用新息重組的方法，給出了系統(tǒng)的最小方差估計(jì);根據(jù)測(cè)量建模的特點(diǎn)，每一時(shí)刻的測(cè)量可以分為確定性和不確定性兩部分，然后先設(shè)計(jì)基于確定性測(cè)量的估計(jì)，在此基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)不確定測(cè)量的估計(jì)，最后得到H∞濾波器，并且保證閉環(huán)系統(tǒng)是指數(shù)均方穩(wěn)定的.
　　 5.針對(duì)帶有有界隨機(jī)時(shí)滯的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，分別研究了最大時(shí)