线性集值系统的事件驱动辨识
发布时间：2021-03-29 15:36
在网络化和信息化的时代环境下,集值系统已被广泛应用到实际的生产生活中,尤其是在数字信号传输、智能传感器网络、生物医疗等与现代化紧密相关的领域中。随着在网络中传输的数据量越来越大,当在网络环境中远程估计系统参数时,为节约通讯资源而采用事件驱动机制是具有时代背景的方案。然而,事件驱动策略破坏了观测数据的完整性,而集值观测又使得得到的测量数据与系统输出的关系是本质非线性的。所有这些特性给辨识算法的设计和收敛性能的分析带来了困难。本文针对线性集值系统,研究了当系统输出的集值观测数据采用事件驱动机制通过网络传输的情况下,如何估计系统参数的问题。采用经验测度和随机逼近等方法,进行了系统参数估计算法和事件驱动机制的设计,并基于贝叶斯公式、大数定律和鞅差收敛定理等理论,对算法的收敛性、收敛速度、渐近有效性以及通讯率等性质进行了分析。主要内容和成果包括以下几个方面:（1）针对输出经过调度机制观测并二集值化的线性有限脉冲响应系统,在周期输入下设计了参数估计算法,建立了该算法的强收敛性。给出了估计误差的均方收敛速度,并结合其Cramer-Rao下界,证明了该算法是渐近有效的。推导得出了该方法的通讯率。（2）...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２所示），Ｅｓｔｒｉｎ教授在２００２年Ｍｏｂｉｃｏｍ??会议上的特邀报告［８］中阐述了传感器节点各模块的能量消耗情况
?北京科技大学博士学位论文???传感器的电池续航能力，从而确保系统的正常运行，是一个具有重要实际应??用背景的研宄课题。???？＾传感器节点??ｙｆ?ｖ?（（？Ｘ??以：今，气??管理节点（管理员）??图１－２无线传感器网络结构示意图??在这样的形势下，“事件驱动”的思想应运而生，它对信号的采集由一??个特定的事件驱动，而不是随时间的流逝规律而作，在确保控制品质的前提??下尽量减少数据的通讯率。事件的属性和种类根据实际目标而定，旨在采集??“信息量最大”的数据，其相应的触发机制可以定义为一个变量超过了限定??的值，也可以是一个数据包到达了指定的节点等等。“事件驱动”思想一经??提出，便得到了控制论学者的广泛关注，目前己在控制器设计、状态估计等??方面取得了一系列的研宄成果＞ｎ］。实际上，事件驱动机制早己在工业实际??中有诸多的应用。例如，在水箱的水位控制中，可以设置当水位超过一定限??度为一个事件。系统运行时，水位传感器通过信号传输系统将信号发送到事??件触发芯片，最后决定是否驱动控制器控制水箱注水和排水［｜２］。在仿生机器??人中，机器人的运动也是基于事件而不是基于时间的。同样，当一个工业流??程对象由工程师手动操作时，相应的操作是由事件来判断的，而不是由时间??来驱动的。只有当被控量信号的变化值超过设定值时，操作员才会进一步给??出一条新的指令［１３１。??与传统方法中连续地或者周期性地广播信息不同，事件驱动方法是根据??某些实时性能指标（或驱动条件）进行状态更新的。一般来讲，事件驱动的??采样周期是时变的，而非固定的。直观上，事件发生的次数越少，即采样次??数越少，计算负荷、通信负载、能源
?北京科技大学博士学位论文???周期采样??ｋ??ｙ＊｜?事件Ｉ区动采样???????????＞??ｋ??图１－３周期采样与事件驱动采样??基于事件驱动的控制论研宄始于对控制器的设计及控制性能的分析。这??里值得一提的是，瑞典隆德理工学院的Ｋ．?Ｅ．?Ａｒｚｄｎ教授和Ｋ．?１?Ａｓｔｒ６ｍ教授??于二十世纪９０年代研究了事件驱动机制的问题，并在１９９９年的文献［１９］中??提出了基于事件触发机制的控制方式，并从仿真和实验角度详细讨论了事件??触发机制的思想。概括地说，事件触发控制的基本思想就是在保证闭环系统??具有一定性能（如稳定性）的前提下，减少控制器更新的次数，即只有在预??先设定好的事件触发条件成立时才执行控制任务。相关结果涉及模糊系统、??切换系统、多智能体系统、网络控制系统、分布式控制、输出调节、迭代学??习控制、最优控制和片〇〇控制等ｆ９，％。??基于事件驱动机制，在数据丢包的情况下，文［２〇］研宄了网络控制系??统的量化稳定问题，用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性和线性矩阵不等式方法给出了系??统稳定的充分条件。对一类离散非线性网络控制系统，基于Ｔ－Ｓ模糊模型，??文【２｜］考虑了事件驱动的模糊控制设计，用线性矩阵不等式建立了系统ＵＵＢ??（Ｕｎｉｆｏｒｍ?ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ?ｂｏｕｎｄ）稳定的充分条件。文［２２】用事件驱动的混杂管理控??制技术去研究物理信息网络系统的鲁棒和快速能量分配问题，并讨论了其在??电网中的应用。对一类非线性系统，文［２３］设计了基于事件驱动的输出反馈??控制器以使闭环系统稳定。为保证两个事件的间隔时间存在下界，文［２４］在??周期采样时刻和事件驱动采
本文编号：3107776
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２所示），Ｅｓｔｒｉｎ教授在２００２年Ｍｏｂｉｃｏｍ??会议上的特邀报告［８］中阐述了传感器节点各模块的能量消耗情况
?北京科技大学博士学位论文???传感器的电池续航能力，从而确保系统的正常运行，是一个具有重要实际应??用背景的研宄课题。???？＾传感器节点??ｙｆ?ｖ?（（？Ｘ??以：今，气??管理节点（管理员）??图１－２无线传感器网络结构示意图??在这样的形势下，“事件驱动”的思想应运而生，它对信号的采集由一??个特定的事件驱动，而不是随时间的流逝规律而作，在确保控制品质的前提??下尽量减少数据的通讯率。事件的属性和种类根据实际目标而定，旨在采集??“信息量最大”的数据，其相应的触发机制可以定义为一个变量超过了限定??的值，也可以是一个数据包到达了指定的节点等等。“事件驱动”思想一经??提出，便得到了控制论学者的广泛关注，目前己在控制器设计、状态估计等??方面取得了一系列的研宄成果＞ｎ］。实际上，事件驱动机制早己在工业实际??中有诸多的应用。例如，在水箱的水位控制中，可以设置当水位超过一定限??度为一个事件。系统运行时，水位传感器通过信号传输系统将信号发送到事??件触发芯片，最后决定是否驱动控制器控制水箱注水和排水［｜２］。在仿生机器??人中，机器人的运动也是基于事件而不是基于时间的。同样，当一个工业流??程对象由工程师手动操作时，相应的操作是由事件来判断的，而不是由时间??来驱动的。只有当被控量信号的变化值超过设定值时，操作员才会进一步给??出一条新的指令［１３１。??与传统方法中连续地或者周期性地广播信息不同，事件驱动方法是根据??某些实时性能指标（或驱动条件）进行状态更新的。一般来讲，事件驱动的??采样周期是时变的，而非固定的。直观上，事件发生的次数越少，即采样次??数越少，计算负荷、通信负载、能源
?北京科技大学博士学位论文???周期采样??ｋ??ｙ＊｜?事件Ｉ区动采样???????????＞??ｋ??图１－３周期采样与事件驱动采样??基于事件驱动的控制论研宄始于对控制器的设计及控制性能的分析。这??里值得一提的是，瑞典隆德理工学院的Ｋ．?Ｅ．?Ａｒｚｄｎ教授和Ｋ．?１?Ａｓｔｒ６ｍ教授??于二十世纪９０年代研究了事件驱动机制的问题，并在１９９９年的文献［１９］中??提出了基于事件触发机制的控制方式，并从仿真和实验角度详细讨论了事件??触发机制的思想。概括地说，事件触发控制的基本思想就是在保证闭环系统??具有一定性能（如稳定性）的前提下，减少控制器更新的次数，即只有在预??先设定好的事件触发条件成立时才执行控制任务。相关结果涉及模糊系统、??切换系统、多智能体系统、网络控制系统、分布式控制、输出调节、迭代学??习控制、最优控制和片〇〇控制等ｆ９，％。??基于事件驱动机制，在数据丢包的情况下，文［２〇］研宄了网络控制系??统的量化稳定问题，用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性和线性矩阵不等式方法给出了系??统稳定的充分条件。对一类离散非线性网络控制系统，基于Ｔ－Ｓ模糊模型，??文【２｜］考虑了事件驱动的模糊控制设计，用线性矩阵不等式建立了系统ＵＵＢ??（Ｕｎｉｆｏｒｍ?ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ?ｂｏｕｎｄ）稳定的充分条件。文［２２】用事件驱动的混杂管理控??制技术去研究物理信息网络系统的鲁棒和快速能量分配问题，并讨论了其在??电网中的应用。对一类非线性系统，文［２３］设计了基于事件驱动的输出反馈??控制器以使闭环系统稳定。为保证两个事件的间隔时间存在下界，文［２４］在??周期采样时刻和事件驱动采
本文编号：3107776
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