隨機(jī)時滯網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的測量建模與估計問題的研究.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)包時序錯亂以及多包傳輸?shù)葐栴}.這些問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)計變得異常復(fù)雜.本文針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的時延、數(shù)據(jù)包亂序等問題，首先研究由隨機(jī)時滯引起的不確定測量的建模問題，然后在得到的測量模型的基礎(chǔ)上提出了幾類不同估計意義下的狀態(tài)估計問題.主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.在假設(shè)網(wǎng)

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

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

4、時測量亂序會變得更加復(fù)雜的情況，首先利用FIFO原則限定突發(fā)亂序的測量，在誤差協(xié)方差一致有界條件下得到估計器端利用的測量是所有測量數(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)估計器;然后研究了去掉FIFO條件時，根據(jù)收到數(shù)據(jù)包個數(shù)和發(fā)生時滯的數(shù)據(jù)包個數(shù)之間的關(guān)系設(shè)計不穩(wěn)定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計器;最后將FIFO的結(jié)論推廣到穩(wěn)定系統(tǒng)中，即僅在保證無偏估計的意義下設(shè)計了有界隨機(jī)時滯穩(wěn)定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計問題.
　　 4.在假設(shè)隨機(jī)時

5、滯發(fā)生概率已知時，利用帶有時間戳的測量模型，分別研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計和H∞估計問題.將得到的隨機(jī)時滯測量重組成無時滯的測量，利用新息重組的方法，給出了系統(tǒng)的最小方差估計;根據(jù)測量建模的特點(diǎn)，每一時刻的測量可以分為確定性和不確定性兩部分，然后先設(shè)計基于確定性測量的估計，在此基礎(chǔ)上再設(shè)計不確定測量的估計，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.針對帶有有界隨機(jī)時滯的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，分別研究了最大時