带有丢包的分布式网络系统的滚动时域融合估计策略

针对具有随机丢包分布式网络系统的状态估计问题,提出了一种带有信息融合策略的滚动时域估计方法.系统中每个节点能够通过网络与相邻节点传输数据,并在丢包时利用零阶保持器采用上一时刻数据来补偿测量值.基于滚动优化原理,传感器节点利用本地测量数据和相邻节点传来的数据将状态估计问题转化为固定窗口内的二次优化问题,并使用标量加权线性...     

连续搅拌反应釜浓度的滚动时域估计

化学组分浓度大于零以及反应釜的进料温度和浓度等在给定范围内波动对估计问题来说是以约束形式出现的附加已知信息.本文基于预测控制的滚动优化原理,讨论了一种能利用这些已知约束信息来提高估计的合理性与准确性的滚动时域估计方法.最后给出了对CSTR系统的仿真结果并与Kalman估计进行了比较.     

数据丢包的参数不确定下无人机滚动时域估计

针对网络中通信链路中断及系统参数不确定现象,研究了数据包丢失的参数不确定无人机系统状态估计问题,基于滚动时域估计理论和随机最小二乘理论,提出了一种分布式滚动时域估计算法。对于数据包丢失和参数不确定问题,采用已知概率的马尔可夫序列和系统矩阵扰动噪声进行建模。仿真结果表明,该算法的估计效果优于一种新的卡尔曼滤波算法。最后,研究分析了系统压缩量、数据包接收概率和时窗长度对所提算法估计性能的影响。在系统不确定性和丢包概率未知的情况下,适当增加时窗长度可以提高算法估计性能。     

滚动时域估计中先验估计误差协方差阵的递归算法

对滚动时域状态估计问题中先验估计状态和相应的误差协方差矩阵的计算方法进行了讨论。给出了滚动时域估计中先验状态的估计方法,并导出了与先验滚动估计状态相一致的误差协方差矩阵的递归公式。与其它的滚动时域估计方法相比,本文给出的方法能够提高估计的精确性,具有更好的估计性能。     

一类参数不确定非线性系统的故障检测与重构

飞行器在全包络上表现出明显的气动参数不确定性,以某无人机纵向模型为研究对象,提出一种不确定参数在线估计的自适应观测器故障重构方法。首先,将系统状态方程描述为一类带时变参数的仿射非线性结构,在参数增广系统能观性分析基础上,采用增广容积卡尔曼滤波(augmented cubature Kalman filter, ACKF)算法实现气动参数在线估计,以克服鲁棒性死区故障检测方法的保守性,提高检测灵敏度。其次,将所估计参数用于自适应观测器设计,由于Lie导数分析方法保证了对象系统的能观性,故系统不必满足文献方法中的特定规范形式;在此基础上,给出了故障检测自适应阈值和故障参数调节律,并分析了估计误差的收敛性。仿真实验表明了所提方法的有效性。     

不确定非线性系统的二次稳定新方法

针对一类不确定非线性系统, 采用模糊技术, 提出了一种新的二次稳定控制方案. 应用模糊T-S模型和模糊逻辑系统对非线性系统建模, 所设计的模糊控制器使得闭环系统二次稳定并满足期望的L₂范数界. 该方案的主要优点是不对逼近误差和不确定性做约束假设. 仿真结果表明了该方案的可行性.     

随机和认知混合不确定系统的全局灵敏度分析方法

为计算具有随机不确定性和认知不确定性的混合不确定系统灵敏度,提出一种基于证据理论和条件概率理论的全局灵敏度分析方法.用证据理论对认知不确定性变量进行表征,并提出两种基于证据理论的随机采样方法,包括一次随机抽样法和二次随机抽样法.运用条件概率理论,提出存在认知不确定性条件下混合不确定系统的Sobol'全局灵敏度指标,经过理论推导给出一阶灵敏度及总灵敏度的计算公式,并设置单循环的拟蒙特卡罗方法实现灵敏度的近似数值计算.开发了灵敏度分析程序,并给出了典型应用实例.实例表明,新方法的分析结果正确,计算工作量可控.     

一类参数不确定性混沌系统的T-S模糊控制

针对一类参数不确定性混沌系统,首次提出利用区间矩阵理论描述其不确定性,进而用T-S模糊模型对其进行精确描述的新方法.在此T-S模糊模型的基础上,给出一种基于并行分布补偿(PDC)技术的状态反馈控制器设计方法,并用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性.该方法充分考虑了模糊子系统之间的相互作用.状态反馈控制器增益矩阵可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMIs)获得.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

参数不确定Liu混沌系统的模糊反馈控制

研究了新近提出的Liu混沌系统的模糊控制方法。在用T-S模糊模型重构了系统结构的基础上,利用反馈控制思想,设计了Liu混沌系统的模糊控制方法,并通过Lyapunov函数的推导得到了系统以衰减率α全局渐近稳定的充分条件。该方法适用于参数确定的系统和含有不确定参数的系统。文章对两种情况均进行了仿真实验。所有的控制参数可以通过LMI方法得到,仿真结果验证了该控制方法的有效性。该模糊控制方法在连续混沌系统中具有通用性。     

不确定模糊时滞系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类带有时滞的不确定离散时间模糊系统的鲁棒H∞滤波问题。模糊H∞滤波器的设计建立在T-S模糊模型上并能确保滤波误差系统的渐近稳定和给定的H∞性能指标。考虑了时滞的存在使得滤波器有更小的保守性,由线性矩阵不等式（LMI）给出滤波器存在的充分条件。最后,仿真算例验证了给出方法的有效性。     

Impulsive controller design for nonlinear networked control systems with time delay and packet dropouts

The globally exponential stability of nonlinear impulsive networked control systems(NINCS) with time delay and packet dropouts is investigated.By applying Lyapunov function theory,sufficient conditions on the global exponential stability are derived by introducing a comparison system and estimating the corresponding Cauchy matrix.An impulsive controller is explicitly designed to achieve exponential stability and ensure state converge with a given decay rate for the system.The Lorenz oscillator system is presented as a numerical example to illustrate the theoretical results and effectiveness of the proposed controller design procedure.     

Fault detection for networked systems subject to access constraints and packet dropouts

This paper addresses the problem of fault detection(FD) for networked systems with access constraints and packet dropouts.Two independent Markov chains are used to describe the sequences of channels which are available for communication at an instant and the packet dropout process,respectively.Performance indexes H∞ and H_ are introduced to describe the robustness of residual against external disturbances and sensitivity of residual to faults,respectively.By using a mode-dependent fault detection filter(FDF) as residual generator,the addressed FD problem is converted into an auxiliary filter design problem with the above index constraints.A sufficient condition for the existence of the FDF is derived in terms of certain linear matrix inequalities(LMIs).When these LMIs are feasible,the explicit expression of the desired FDF can also be characterized.A numerical example is exploited to show the usefulness of the proposed results.     

Controlling uncertain fuzzy neutral dynamic systems with Markov jumps

The robust H∞ control problems for stochastic fuzzy neutral Markov jump systems (MJSs) with parameters uncertainties and multiple time-delays are considered. The delays are respectively considered as constant and time varying, and the uncertain parameters are assumed to be norm bounded. By means of Takagi-Sugeno fuzzy models, the overall closed-loop fuzzy dynamics are constructed through selected membership functions. By selecting the appropriate Lyapunov-Krasovskii functions, the sufficient condition is given such that the uncertain fuzzy neutral MJSs are stochastically stability for all admissible uncertainties and satisfies the given H∞ control index. The stability and H∞ control criteria are formulated in the form of linear matrix inequalities, which can be easily checked in practice. Practical examples illustrate the effectiveness of the developed techniques.     

用于有虚载波OFDM系统的信道估计算法

提出了一种适用于有虚载波的正交频分复用系统的改进信道估计算法。由于传统的信道估计器无法估计虚载波处的信道传输函数,从而逆离散傅里叶变换导致信道能量泄漏,使得时域滤波方法不能直接应用。为了解决这个问题,利用信道冲激响应的有限性,推导了以最小二乘法(least square, LS)来估计虚载波处的信道传输函数。进一步观察信号子空间和噪声子空间中噪声的相关性,使用最大后验概率准则估计出信号子空间的噪声并消除其带来的估计误差。该算法不仅可在训练模式下应用,也可推广应用于基于判决反馈的跟踪模式。仿真结果表明,改进算法无误符号率平台效应,且其误符号率较传统LS算法有2 dB的信噪比增益。     

星载双站SAR运动目标加速度检测和估计

星载合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR)用于动目标检测和参数估计时,忽略动目标加速度的影响将会导致沿航迹速度估计的较大误差。给出了星载双站合成孔径雷达检测和估计地面运动目标加速度的算法,该算法主要利用运动目标相对于工作在Tandem模式下的星载双站SAR具有不同相对径向速度的原理,利用三孔径星载SAR估计径向速度的算法,估计出相对于星载双站SAR的不同径向速度。根据这两个径向速度和SAR视角之间的关系,计算出动目标运动方向和常数项切向速度,最后根据估计的调频斜率计算出切向加速度和径向加速度。仿真结果表明,该算法能正确地估计出具有加速度的动目标速度参数。     

参数不确定系统鲁棒镇定控制器设计的鲁棒可靠性方法

用区间变量描述系统参数的不确定性,从可靠性角度研究不确定系统的稳定鲁棒性设计问题。基于二次稳定性准则,提出了参数不确定系统鲁棒镇定控制器设计的鲁棒可靠性新方法。依据该法设计的控制系统可满足稳定性意义上的鲁棒可靠性要求,并给出保证系统稳定性所要求的基本参数的最大鲁棒界限。所给公式完全基于线性矩阵不等式(LMI)方法,求解方便。适用于不确定参数的摄动范围准确已知和未知等情况。对实际算例的设计和模拟结果与现有结果的比较研究表明了在传统的控制器设计中,保守性的增加并不意味着可靠性的增加。从而也说明了所提方法是实用、有效和可行的。     

具有任意有界丢包的网络控制系统的预测控制

针对离散时间线性系统,研究了从传感器到控制器、从控制器到执行器都存在任意有界数据丢包时的网络控制系统的镇定问题。通过建立包含丢包所有可能性的扩展状态空间模型,将具有数据丢包的网络控制系统的镇定问题转化为同时镇定一系列模型的鲁棒控制问题。采用公共Lyapunov方法论证闭环系统的稳定性。通过将无穷时域控制作用参数化为一个自由控制作用加一个状态反馈控制律,提出了一种新的网络预测控制器设计方法。仿真实例说明了新方法的有效性。     

具有内生性的随机变系数模型的PLS估计

在随机变系数模型中,自变量很可能与系数方程中的随机斜率相关,从而引起内生性问题.这样的内生性同样会导致标准的OLS (ordinary least squares)估计量有偏且非一致.本文通过非参方法来解决这种内生性问题.首先设定此种相关性为一个未知方程,将其直接加入模型,再利用PLS (profile least squares)方法进行估计.在给出确定性参数的渐近性质后,本文比较了PLS和OLS估计量的有限样本性质.Monte Carlo结果显示,一般而言,PLS方法都优于OLS方法.最后,本文以社会经济地位对学生成绩的影响为例,考察了PLS和OLS估计值的区别.     

Blind CFO estimation algorithm for OFDM systems by using generalized precoding and trilinear model

This paper discusses the blind carrier frequency offset (CFO) estimation for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems by utilizing trilinear decomposition and generalized precoding. Firstly, the generalized precoding is employed to obtain multiple covariance matrices which are requisite for the trilinear model, and then a novel CFO estimation algorithm is proposed for the OFDM system. Compared with both the joint diagonalizer and estimation of signal parameters via rotational invariant technique (ESPRIT), the proposed algorithm enjoys a better CFO estimation performance. Furthermore, the proposed algorithm can work well without virtual carriers. Simulation results illustrate the performance of this algorithm.