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文檔簡介
1、本文討論了具有網絡誘導復雜性的幾類離散隨機系統(tǒng)的性能分析與綜合問題。對于關注的網絡誘導復雜性,主要包括了衰減測量、欺騙攻擊的隨機出現(xiàn)、事件觸發(fā)的通信以及傳感器飽和的隨機出現(xiàn)與傳感器時滯的隨機變化;對于考察的離散隨機系統(tǒng),主要涉及了時變的離散隨機系統(tǒng)(隨機參數系統(tǒng)、狀態(tài)飽和系統(tǒng)、時變多智能體系統(tǒng))和時不變的一般隨機非線性系統(tǒng)。進而,為了反映實際工程需要,提出了一些新穎的概念、網絡誘導復雜性模型以及概率意義下的性能指標,如概率意義下的一致性
2、、概率意義下的安全性、隨機出現(xiàn)的欺騙攻擊模型、包絡約束的濾波性能指標等。
本文的研究內容分為兩個部分。第一部分主要致力于帶有網絡誘導復雜性的離散時變隨機系統(tǒng)的有限域狀態(tài)估計與控制問題的研究?;谶f推的矩陣不等式(RMI)或倒向遞推的Riccati差分方程(RDE)技術,提出了行之有效的控制器或估計器設計方案。第二部分主要研究帶有網絡誘導復雜性的一般離散隨機非線性系統(tǒng)的性能分析與綜合問題。借助于隨機分析技術,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。進而,在此框架下,解決基于事件觸發(fā)的隨機多智能體系統(tǒng)的一致性控制問題以及具有欺騙攻擊隨機出現(xiàn)的安全控制問題。此外,針對具有傳感器飽和隨機出現(xiàn)(ROSS)與傳感器時滯隨機變化(RVSD)現(xiàn)象的復雜網絡,提出刻畫此類復雜性的統(tǒng)一模型,建立針對此類網絡誘導復雜性的分布式狀態(tài)估計器設計方案。具體而言,本文研究的內容包括以下幾方面。
研究帶有隨機出現(xiàn)非線性和衰減測量復雜性的
4、一類離散時變非線性系統(tǒng)的有限域H∞控制問題。借助模型變換技術并輔以配方方法,獲得一個與H∞性能指標息息相關的輔助指標的充要條件。進而,借助擬H2性能指標,設計一個新穎的、基于倒向遞推RDE的H∞控制器設計算法。采用類似的技術,討論帶有測量丟失和參數不確定的一類時變多智能體系統(tǒng)的有限域H∞一致性控制問題以及帶有隨機參數和隨機非線性的時變非線性系統(tǒng)的分布式H∞狀態(tài)估計問題。給出適用于隨機參數系統(tǒng)的有限域H∞性能指標的充要條件及其基于RDE技
5、術的分布式控制器/估計器設計方法。
針對一般的離散隨機非線性系統(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)相依賴噪聲復雜性的離散隨機多智能體系統(tǒng)的一致性控制問題。為此,提出可用以描述系統(tǒng)動態(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)通信負擔與運行能耗。進而,提出一個新穎的控制器參數與觸發(fā)閾值的協(xié)同設計方法。此外,借助兩組服從Bernoulli分布
6、的隨機變量序列描述網絡攻擊的隨機特性,并討論帶有欺騙攻擊隨機發(fā)生的一類離散隨機非線性系統(tǒng)的安全控制問題。在ISSiP理論框架下,獲得系統(tǒng)以給定概率安全的充分條件,同時確定二次效用指標的一個上界。
分析帶有狀態(tài)飽和、RON及多測量丟失復雜性的一類離散時變系統(tǒng)的耗散控制問題。通過引入一個無窮范數不大于1的自由矩陣,獲得可容納系統(tǒng)狀態(tài)的凸殼。在此基礎上,討論系統(tǒng)的耗散性性能,并設計一個新穎的處理遞推非線性矩陣不等式的計算方法用以解決
7、控制器的設計難題。進而,獲得的結果被進一步拓展到帶有狀態(tài)飽和、RON及連續(xù)丟包復雜性的一類離散時變系統(tǒng)的有限域H∞濾波問題,建立由遞推非線性矩陣不等式描述的濾波器設計方法。
研究帶有衰減測量復雜性的離散時變系統(tǒng)的包絡約束有限域H∞濾波問題。提出一個新穎的可用以描繪濾波誤差過程瞬時動態(tài)的包絡約束性能指標,借助估計誤差的橢球描述技術,建立一個基于遞推矩陣不等式描述的濾波器參數設計算法。此外,借助兩組Bernoulli分布的隨機變量
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