基于无线传感器执行器网络的分布参数系统的估计与控制

发布时间：2021-08-14 05:48

　　无线传感器执行器网络具有感知和改变物理系统的功能,是近年来控制领域研究的热点问题之一。而现实中大部分物理系统都同时受时间和空间变化的影响,此类系统可以用分布参数系统描述。本文主要研究无线传感器执行器网络中分布参数系统的估计与控制问题,主要工作如下:1.针对无线传感器网络中存在测量丢失时分布参数系统的状态估计问题,设计了分布参数系统的集中估计器和分布一致估计器。利用Lyapunov方法和随机分析理论,得到了估计误差系统为均方意义下全局渐近稳定的充分条件。数值例子表明了该方法的有效性。2.针对基于观测器的移动执行器对分布参数系统的控制问题,利用算子半群理论和Lyapunov方法,设计了基于观测器的移动执行器运动策略,并证明了在该移动执行器控制下的分布参数系统是渐近稳定的。通过仿真结果表明,基于观测器的移动执行器有效提高了系统的控制性能。3.针对移动传感器和移动执行器对分布参数系统的事件驱动控制问题,给出了基于移动传感器的系统状态观测器和传感器的运动策略,并设计了基于状态观测器的事件驱动条件、事件驱动控制器和移动执行器的最佳位置,得到了系统收敛的有界域,证明了事件驱动的最小时间间隔的有界性。... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究意义
    1.2 课题的国内外研究现状分析
        1.2.1 分布参数系统研究进展
        1.2.2 无线传感器执行器网络的研究进展
        1.2.3 基于无线传感器执行器网络的分布参数系统的研究进展
    1.3 本文主要工作简介
第二章 具有测量丢失的传感网环境下分布参数系统的状态估计
    2.1 引言
    2.2 具有测量丢失的移动传感器网络环境下扩散系统的状态估计
        2.2.1 系统描述
        2.2.2 估计误差系统的稳定性分析与移动传感器的运动策略
        2.2.3 数值仿真分析
    2.3 具有测量丢失的传感器网络环境下对流扩散系统状态的分布一致估计
        2.3.1 系统描述
        2.3.2 误差系统的稳定性分析
        2.3.3 数值仿真分析
    2.4 本章小结
第三章 基于观测器的移动执行器对分布参数系统的控制
    3.1 引言
    3.2 基于观测器的移动执行器对1D分布参数系统的控制
        3.2.1 系统描述
        3.2.2 稳定性分析和执行器的运动策略
        3.2.3 数值仿真分析
    3.3 基于观测器的移动执行器对2D分布参数系统的控制
        3.3.1 系统描述
        3.3.2 稳定性分析和移动执行器的运动策略
        3.3.3 数值仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 基于事件驱动的移动传感器执行器的分布参数系统的控制
    4.1 引言
    4.2 系统描述
        4.2.1 分布参数系统模型
        4.2.2 移动传感器和状态观测器
        4.2.3 基于观测器的事件驱动控制器
        4.2.4 问题陈述
    4.3 传感器和执行器的运动策略
        4.3.1 估计误差系统的稳定性和传感器的运动策略
        4.3.2 执行器的运动策略
    4.4 稳定性分析
        4.4.1 分布参数控制系统的稳定性
        4.4.2 最小事件驱动时间间隔
    4.5 数值仿真分析
    4.6 本章小结
第五章 基于移动传感器执行器网络的分布参数系统的控制
    5.1 引言
    5.2 基于移动传感器执行器网络的时滞分布参数系统的控制
        5.2.1 系统描述
        5.2.2 稳定性分析与移动执行器的运动策略
        5.2.3 数值仿真分析
    5.3 基于防碰撞的移动传感器执行器网络的分布参数系统的控制
        5.3.1 系统描述
        5.3.2 移动执行器的运动策略
        5.3.3 数值仿真分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录: 作者在攻读博士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]Optimal switching policy for performance enhancement of distributed parameter systems based on event-driven control[J]. 穆文英,崔宝同,楼旭阳,李纹.  Chinese Physics B. 2014(07)
[2]无线传感器执行器网络关键技术综述[J]. 孔鹏,余镇危.  传感器与微系统. 2014(02)
[3]无线传感器执行器网络综述[J]. 周雁,王福豹,黄亮,李晓辉.  计算机科学. 2012(10)
[4]无线传感器/执行器网络SA协作分簇算法[J]. 易军,李太福,石为人.  华中科技大学学报(自然科学版). 2011(12)
[5]无线传感器网络应用系统最新进展综述[J]. 洪锋,褚红伟,金宗科,单体江,郭忠文.  计算机研究与发展. 2010(S2)
[6]时滞分布参数控制系统指数镇定的LMI方法（英文）[J]. 罗毅平,夏文华,刘国荣,邓飞其.  自动化学报. 2009(03)
[7]分布参数系统传感器位置优化策略的小波算法[J]. 高桂革,顾幸生.  华东理工大学学报(自然科学版). 2008(04)
[8]无线传感执行网络中协作机制的研究[J]. 张丽,刘有源,邓莹,李文锋.  交通与计算机. 2007(01)
[9]分布参数系统中传感器位置的优化[J]. 周璇,喻寿益,李兰君,高崧.  中南工业大学学报(自然科学版). 2003(04)
[10]时滞分布参数系统的指数渐近稳定性[J]. 崔宝同,邓飞其,王伟,刘永清.  系统工程与电子技术. 2003(05)

博士论文
[1]无线传感器/执行器网络协同感知与控制研究[D]. 莫磊.华南理工大学 2013
[2]分布参数系统若干近似计算方法应用研究[D]. 窦磊.南京理工大学 2006



本文编号：3341890