传感器网络中基于一致性的分布式状态估计

发布时间：2017-07-04 11:26

  本文关键词：传感器网络中基于一致性的分布式状态估计

  更多相关文章： 传感器网络 一致性状态估计 事件触发 网络连接间歇中断 随机切换拓扑

【摘要】：近些年来传感器网络中基于一致性的分布式状态估计已广泛应用于移动目标跟踪、交通估计和环境监控等领域。基于一致性的分布式状态估计可以大大降低通讯资源的利用,且对网络拓扑无要求。对于自组织传感器网络(Ad-Hoc)而言,与中心式状态估计相比较,基于一致性的分布式状态估计更加灵活。本文研究在事件触发、网络连接间歇中断和随机切换拓扑等因素作用下传感器网络中的分布式状态估计问题。全文主要内容概括如下:一、研究了传感器网络中非线性离散时滞系统基于事件触发的分布式状态估计问题。首先,在每个传感器节点配置一个事件检测器,用来决定该节点何时把其采样的测量值通过通信网络传输给邻近的传感器节点。然后利用时滞系统理论和Lyapunov稳定性理论给出了分布式状态估计器的存在性充分条件。通过求解一组线性矩阵不等式,得到了分布式状态估计器和事件触发参数的设计方法。最后,通过两个数值例子验证了所设计的基于事件触发的分布式状态估计器的有效性。二、研究了传感器网络通信传输连接不可靠情形下非线性连续时滞系统基于一致性的分布式采样状态估计器的设计问题。用切换系统模型描述网络连接间歇中断情形下的分布式状态估计器。然后在平均驻留时间框架下分析估计误差动态系统的指数稳定性。最后用数值例子验证了所设计的分布式状态估计器的有效性。三、研究了具有模态依赖时滞的马尔可夫跳变系统的一致性故障检测滤波器的设计问题。假设传感器网络的拓扑结构采用马尔可夫过程刻画,该马尔可夫过程不同于节点系统的马尔可夫过程,并且它们彼此相互独立。利用模态依赖的李雅普诺夫泛函,得到故障检测滤波器的存在性充分条件,使得整个故障检测动态系统指数均方稳定,与此同时,残差信号和故障信号间的误差在H∞意义下尽可能小。最后,通过一个数值例子和一个垂直起降直升机系统的例子验证了该算法的有效性。
【关键词】：传感器网络 一致性状态估计 事件触发 网络连接间歇中断 随机切换拓扑
【学位授予单位】：南通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题研究的目的和意义10
• 1.3 基于一致性的分布式状态估计研究概况10-12
• 1.3.1 基于事件触发机制的一致性分布式状态估计10-11
• 1.3.2 基于一致性的分布式采样状态估计11
• 1.3.3 基于一致性的分布式故障检测滤波器设计11-12
• 1.4 研究内容与结构安排12-13
• 第二章 基于事件触发的非线性时滞系统的一致性分布式状态估计13-28
• 2.1 问题描述13-16
• 2.2 基于事件触发增广系统的稳定性分析16-19
• 2.3 基于事件触发的分布式状态估计器的参数设计19-21
• 2.4 数值例子21-27
• 2.5 结论27-28
• 第三章 网络连接间歇中断情形下分布式采样状态估计器的设计28-45
• 3.1 问题描述28-30
• 3.2 估计误差切换系统的稳定性分析与状态估计器参数设计30-38
• 3.3 数值例子38-44
• 3.4 结论44-45
• 第四章 马尔可夫跳变时滞系统基于异步切换网络的一致性故障检测45-70
• 4.1 问题描述45-47
• 4.2 故障检测滤波系统的H_∞ 性能分析47-53
• 4.3 故障检测滤波器的参数设计53-55
• 4.4 数值例子55-69
• 4.5 结论69-70
• 第五章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-76
• 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文及参加的项目76-77
• A：在国内外刊物上发表的论文76
• B：在国际学术会议上发表的论文76
• C：参加的项目76-77
• 致谢77

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本文编号：517629