850 浏览通信协议下网络化离散系统的集员滤波研究
摘要：网络化控制系统（NCS）是经由网络构成的控制系统,该系统通过网络将实体空间之间建立了通信渠道,故可以执行长距离下的信息传输与信息处理。本文研究网络环境下离散时变系统的集员滤波问题,由于应用网络环境后,会导致网络诱导现象产生（如时滞、状态饱和与网络攻击等）,为了减少网络诱导现象的发生从而引入了一些通信协议,如轮询（RR）协议、随机通信协议（SCP）等。针对离散时变非线性系统的集员滤波问题,本文的主要目的是设计不同通信协议下网络化系统的集员滤波器,并讨论时滞、不完全测量信息、有界噪声和网络攻击等对滤波性能的影响。主要内容分述如下:针对一类时滞离散时变网络化系统,研究RR协议下的集员滤波问题。考虑系统存在状态饱和的现象且系统的噪声是未知但有界的,并应用RR协议传输数据以节省通信网络资源,在测量信息具有不完全性下设计了集员滤波器。利用LMI方法,建立保证滤波误差能被限制在指定椭球集内的充分条件,并给出滤波误差所在椭球的优化算法,通过求解优化问题,获得使滤波误差最小化的滤波器增益矩阵。利用数值算例验证所提滤波方案的可行性。研究一类具有分布式时滞、均匀量化和传感器饱和的离散时变传感器网络,讨论SCP下的保概率分布式集员滤波问题。由于带宽有限,引入SCP来调节传感器节点之间的数据传输,并对系统测量输出进行量化处理。基于传感器饱和与量化后的测量信息设计集员滤波器,通过LMI方法,推导出分布式集员滤波器存在的充分条件,以保证滤波误差以预定的概率被约束在指定的椭球集内。通过求解凸优化问题,获得使滤波误差最小化的滤波器增益矩阵。利用数值算例验证所提滤波方案的可行性。探讨传感器网络下一类具有分布式时滞、注入式攻击和传感器饱和的非线性时变系统的保概率分布式集员滤波问题。系统同时存在随机噪声和有界噪声的干扰。在传感器网络下,系统的测量输出受到传感器饱和与注入式攻击的影响,假设攻击信号未知且被限制在某一椭球集内,通过SCP来随机调节传感器节点之间的数据传输。设计受注入式攻击下的保概率分布式集员滤波器,通过LMI方法,给出以预定的概率能保证滤波误差限制在给定椭球集内的充分条件,并求解凸优化问题得到最小化的滤波误差。最后,经数值算例验证所提滤波方法的可行性。
关键词：网络化系统;通信协议;
文章目录
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 集员滤波研究现状
1.2.2 分布式集员滤波的研究现状
1.2.3 保概率集员滤波的研究现状
1.3 几种网络诱导现象下集员滤波的研究现状
1.3.1 信号量化
1.3.2 状态饱和与传感器饱和
1.3.3 网络攻击
1.4 通信协议下集员滤波的研究现状
1.5 本文主要研究内容
1.6 符号说明
第2章 轮询通信协议下离散时变网络化系统的集员滤波
2.1 状态饱和系统及滤波问题描述
2.2 基于不完全测量信息的集员滤波器设计
2.3 数值计算与仿真
2.4 本章小结
第3章 随机通信协议下离散时变系统的保概率分布式集员滤波
3.1 传感器饱和系统及滤波问题描述
3.2 基于量化测量信息的分布式集员滤波器设计
3.3 数值计算与仿真
3.4 本章小结
第4章 随机通信协议下离散时变随机系统的保概率分布式集员滤波
4.1 传感器饱和随机系统及滤波问题描述
4.2 基于注入式攻击的分布式集员滤波器设计
4.3 数值计算与仿真
4.4 本章小结
结论
参考文献
[1]带有多率采样和事件触发机制的网络化系统分布式H∞滤波[D]. 孙楠.山西大学 2019
[2]拓扑切换的多传感器网络化系统分布式H∞滤波[D]. 张利利.山西大学 2018
[3]基于非完整信息的网络化系统非线性滤波研究[D]. 于东东.燕山大学 2018
[4]非线性网络化系统事件触发状态估计研究[D]. 牛梦飞.燕山大学 2019
[5]几类离散不确定时滞网络化系统的滑模控制[D]. 张盼盼.哈尔滨理工大学 2019
[6]网络化系统的非脆弱耗散滤波器设计[D]. 王剑峰.江南大学 2018
[7]基于带宽约束的网络化系统最优性能研究[D]. 程伶俐.湖北师范大学 2018
[8]基于区间二型T-S模型网络化系统的分析与控制设计[D]. 侯鹏飞.杭州电子科技大学 2018
[9]Markov跳变网络化系统的多目标状态估计[D]. 霍仕成.安徽工业大学 2018
[10]随机网络攻击和资源受限下网络化系统的若干问题研究[D]. 魏丽丽.南京财经大学 2018
