具有Markov跳跃参数的随机系统网络化控制和滤波问题研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又具有Markov跳跃参数的随机系统网络化控制和滤波问题研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：王欣控制理论与控制工程康宇副教授二零一二年五月八日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeNetworkedControlandFilteringforStochasticSystemswithMarkovJumpParametersAUthor：Speciality：一●Supervisor：1n●1．’F1n1SneQtlme：XinWangC

2、ontrolTheoryandControlEngineeringAssociateProf．YuKangMay8th，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：—j—华L一签字日期：j丝L鲥4中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有

3、关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密——一一年作者签名：王皱导师签名：盔耋签字日期：五扭；Q五。垃牛签字日期：超么：竺兰：!垩摘要随机系统是一类状态演化表现为随机过程的动态系统，它广泛地存在于实际的工程应用中。相较于一般的确定性系统，其稳定性分析、控制器设计、滤波等问题都更为复杂。本文特别关注了一类具有Markov跳跃参数的随机系统

4、。不论是被控对象内部结构发生的突然变化，或是网络引入带来的时延、丢包、拓扑的随机变化，有限状态集上的齐次Markov过程常能成为一种贴切有效的建模方式。近二十年来，计算机和通信技术的进步使得网络远程控制得到了长足发展，然而非理想通信信道的存在在降低系统性能品质的同时更加剧了其分析和设计的难度，于是需要在传统控制理论的基础上做出进～步的思考。本文研究了一类随机Markov跳跃系统在不同网络环境下的闭环稳定性分析和控制器设计问题，以及在固定拓扑的无线传感器网络中的分布式滤波问题。具体内容如下：·考察了一类具有Markov跳跃特性的被控对象在含有随机丢包的双边网络连接下的饱

5、和控制问题，通过采用扩维技术对原系统模型进行转化，再根据Lyapunov方法给出闭环系统局部随机稳定的充分条件，并估计出均方吸引域，同时设计依赖系统模态和网络丢包的状态反馈控制器以扩大其吸引域。·考察了一类离散Markov跳跃系统在兼具大时滞和丢包的双通道网络下的鲁棒日o。控制问题，根据Lyapunov．Krasovskii稳定性定理，线性矩阵不等式方法及锥补线性化算法分析了闭环系统的鲁棒稳定性，并设计出依赖多个独立随机变量的控制器，同时给定的H。。性能指标得以满足。·考察了一类非线性Markov跳跃目标系统在无线传感器网络下的分布式滤波问题，根据线性一致性协议及Ly

6、apunov方法，得出滤波误差满足平均意义上的取，性能约束的充分条件，并给出具体的滤波器设计方法。另外，通过仿真算例对本文得出的主要理论结果进行了验证。最后总结了全文所做工作，并对随机Markov跳跃系统网络化控制及滤波问题进一步的研究进行了展望。关键词：随机Markov跳跃系统网化络控制丢包分布式滤波原书空白页不缺内容AbstractABSTRACTStochasticsystemissuchadynamicsystemwhichstatebehaviorevolvesasas．tochasticprocess，itbroadlyexistsinthepractic

7、alengineeringapplications．Comparedwiththegeneraldeterministicsystem，thestabilityanalysis，controllerdesign，andfil．teringproblemsaremorecomplicated．ThispaperisspeciallyconcemedwithaclassofstochasticsystemswithMarkovjumpparameters．Totheabruptchangeoftheplant’Sstructure，aswellasthe