具有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的幾類離散隨機(jī)系統(tǒng)的性能分析與綜合.pdf

1、本文討論了具有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的幾類離散隨機(jī)系統(tǒng)的性能分析與綜合問(wèn)題。對(duì)于關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性，主要包括了衰減測(cè)量、欺騙攻擊的隨機(jī)出現(xiàn)、事件觸發(fā)的通信以及傳感器飽和的隨機(jī)出現(xiàn)與傳感器時(shí)滯的隨機(jī)變化;對(duì)于考察的離散隨機(jī)系統(tǒng)，主要涉及了時(shí)變的離散隨機(jī)系統(tǒng)（隨機(jī)參數(shù)系統(tǒng)、狀態(tài)飽和系統(tǒng)、時(shí)變多智能體系統(tǒng)）和時(shí)不變的一般隨機(jī)非線性系統(tǒng)。進(jìn)而，為了反映實(shí)際工程需要，提出了一些新穎的概念、網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性模型以及概率意義下的性能指標(biāo)，如概率意義下的一致性

2、、概率意義下的安全性、隨機(jī)出現(xiàn)的欺騙攻擊模型、包絡(luò)約束的濾波性能指標(biāo)等。
　　本文的研究?jī)?nèi)容分為兩個(gè)部分。第一部分主要致力于帶有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的離散時(shí)變隨機(jī)系統(tǒng)的有限域狀態(tài)估計(jì)與控制問(wèn)題的研究?；谶f推的矩陣不等式(RMI)或倒向遞推的Riccati差分方程(RDE)技術(shù)，提出了行之有效的控制器或估計(jì)器設(shè)計(jì)方案。第二部分主要研究帶有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的一般離散隨機(jī)非線性系統(tǒng)的性能分析與綜合問(wèn)題。借助于隨機(jī)分析技術(shù)，建立了用于該類型系統(tǒng)

3、性能分析的概率意義下的由輸入到狀態(tài)穩(wěn)定(ISSiP)的理論框架。進(jìn)而，在此框架下，解決基于事件觸發(fā)的隨機(jī)多智能體系統(tǒng)的一致性控制問(wèn)題以及具有欺騙攻擊隨機(jī)出現(xiàn)的安全控制問(wèn)題。此外，針對(duì)具有傳感器飽和隨機(jī)出現(xiàn)(ROSS)與傳感器時(shí)滯隨機(jī)變化(RVSD)現(xiàn)象的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，提出刻畫此類復(fù)雜性的統(tǒng)一模型，建立針對(duì)此類網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的分布式狀態(tài)估計(jì)器設(shè)計(jì)方案。具體而言，本文研究的內(nèi)容包括以下幾方面。
　　研究帶有隨機(jī)出現(xiàn)非線性和衰減測(cè)量復(fù)雜性的

4、一類離散時(shí)變非線性系統(tǒng)的有限域H∞控制問(wèn)題。借助模型變換技術(shù)并輔以配方方法，獲得一個(gè)與H∞性能指標(biāo)息息相關(guān)的輔助指標(biāo)的充要條件。進(jìn)而，借助擬H2性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)一個(gè)新穎的、基于倒向遞推RDE的H∞控制器設(shè)計(jì)算法。采用類似的技術(shù)，討論帶有測(cè)量丟失和參數(shù)不確定的一類時(shí)變多智能體系統(tǒng)的有限域H∞一致性控制問(wèn)題以及帶有隨機(jī)參數(shù)和隨機(jī)非線性的時(shí)變非線性系統(tǒng)的分布式H∞狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題。給出適用于隨機(jī)參數(shù)系統(tǒng)的有限域H∞性能指標(biāo)的充要條件及其基于RDE技

5、術(shù)的分布式控制器/估計(jì)器設(shè)計(jì)方法。
　　針對(duì)一般的離散隨機(jī)非線性系統(tǒng)，建立概率意義下由輸入到狀態(tài)穩(wěn)定(ISSiP)的理論體系。得益于該理論框架，研究帶有事件觸發(fā)協(xié)議和狀態(tài)相依賴噪聲復(fù)雜性的離散隨機(jī)多智能體系統(tǒng)的一致性控制問(wèn)題。為此，提出可用以描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的在概率意義下的一致性定義，采用事件觸發(fā)的通信協(xié)議以便于降低系統(tǒng)通信負(fù)擔(dān)與運(yùn)行能耗。進(jìn)而，提出一個(gè)新穎的控制器參數(shù)與觸發(fā)閾值的協(xié)同設(shè)計(jì)方法。此外，借助兩組服從Bernoulli分布

6、的隨機(jī)變量序列描述網(wǎng)絡(luò)攻擊的隨機(jī)特性，并討論帶有欺騙攻擊隨機(jī)發(fā)生的一類離散隨機(jī)非線性系統(tǒng)的安全控制問(wèn)題。在ISSiP理論框架下，獲得系統(tǒng)以給定概率安全的充分條件，同時(shí)確定二次效用指標(biāo)的一個(gè)上界。
　　分析帶有狀態(tài)飽和、RON及多測(cè)量丟失復(fù)雜性的一類離散時(shí)變系統(tǒng)的耗散控制問(wèn)題。通過(guò)引入一個(gè)無(wú)窮范數(shù)不大于1的自由矩陣，獲得可容納系統(tǒng)狀態(tài)的凸殼。在此基礎(chǔ)上，討論系統(tǒng)的耗散性性能，并設(shè)計(jì)一個(gè)新穎的處理遞推非線性矩陣不等式的計(jì)算方法用以解決

7、控制器的設(shè)計(jì)難題。進(jìn)而，獲得的結(jié)果被進(jìn)一步拓展到帶有狀態(tài)飽和、RON及連續(xù)丟包復(fù)雜性的一類離散時(shí)變系統(tǒng)的有限域H∞濾波問(wèn)題，建立由遞推非線性矩陣不等式描述的濾波器設(shè)計(jì)方法。
　　研究帶有衰減測(cè)量復(fù)雜性的離散時(shí)變系統(tǒng)的包絡(luò)約束有限域H∞濾波問(wèn)題。提出一個(gè)新穎的可用以描繪濾波誤差過(guò)程瞬時(shí)動(dòng)態(tài)的包絡(luò)約束性能指標(biāo)，借助估計(jì)誤差的橢球描述技術(shù)，建立一個(gè)基于遞推矩陣不等式描述的濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)算法。此外，借助兩組Bernoulli分布的隨機(jī)變量