基于传感器网络的非线性系统的分布式H∞滤波

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangcx1987
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着信息处理能力的提高,传感器网络(SNs)已广泛应用于物理安全、环境监测和患者检测等方面。SNs通常由大量具有感知、处理信息能力的传感器节点组成,这促使系统可以随时收集和分析监控区域内的信息。同样地,分布式H∞滤波问题的研究在系统监控和信号处理领域长期受到广泛的关注,并且基于SNs的分布式H∞滤波问题已成为研究热点,然而针对非线性系统,相关研究还不是很充分。本文针对SNs中的非线性系统,采用方差约束方法设计分布式H∞滤波器,主要研究内容包括如下三部分:1.研究SNs中受乘性噪声和连续测量丢失影响的非线性系统的方差约束分布式H∞滤波问题,其中乘性噪声由具有零均值和单位方差的随机变量刻画、连续测量丢失现象由服从Bernoulli分布的随机变量刻画,引入动态事件触发机制以减少不必要的数据冲突,并实现滤波器性能和通信负担之间的均衡。建立分布式H∞滤波误差系统模型,提出充分条件来确保滤波误差系统同时满足滤波误差的方差约束和H∞性能约束,以矩阵不等式组的形式给出滤波器参数的设计方法。最后,从数值仿真的角度来证实分布式滤波器设计方案的有效性。2.研究SNs中非线性系统的方差约束弹性分布式H∞滤波问题,其中非线性具有随机特性,并由服从Bernoulli分布的随机变量进行刻画。针对冗余数据问题,为提高数据在传感器节点间的传输效率,引入带有加权矩阵的动态事件触发机制以保护有限的网络资源。考虑到滤波器受环境等因素影响将产生变化,设计弹性分布式H∞滤波器,以加性不确定性表示增益波动,并采用服从已知概率分布的随机变量来表征增益波动的随机性。推导弹性分布式滤波误差动态系统模型,给出滤波误差的方差约束和H∞性能约束以保证滤波误差系统能够同时满足期望要求。得益于矩阵不等式求解期望滤波器增益矩阵,通过仿真结果对所设计的滤波器算法的可行性进行验证。3.研究SNs中具有随机发生欺骗攻击的非线性系统的方差约束分布式H∞滤波问题。采用一组互不相关的服从Bernoulli分布的随机变量描述SNs中数据传输的欺骗攻击现象。深入分析欺骗攻击和静态事件触发机制对滤波器性能的影响,鉴于稳定性理论与方差约束思想推导出保证滤波误差系统满足滤波误差的方差约束和H∞性能约束,并给出分布式H∞滤波器增益矩阵的显式表达式。最后,仿真结果表明所设计的静态事件触发滤波器方法是可实现的。
其他文献
大数据时代如何高效地处理海量的空间数据信息十分重要,空间数据库开始逐步发展,其在决策支持、地理信息、GIS和设备定位等都有很重要的应用。其中Skyline查询和反Skyline查询都作为很重要的查询方法,同时也是众多学者不断研究的重点。本文主要为三个部分:对新型数据索引结构的研究,基于新型数据索引结构的Skyline查询算法的研究和反Skyline查询算法的研究。首先,给出了空间数据的两种序关系,
学位
免疫细胞在杀伤肿瘤细胞过程中与肿瘤在生长过程中都存在时滞现象。本文主要研究肿瘤生长时滞与成熟淋巴细胞转换时滞对肿瘤细胞和淋巴细胞生长的动力学行为的影响。首先,本文总结了肿瘤细胞生长机理进行肿瘤生长特点进行归纳分类,并用共词法分析了当今肿瘤生长的研究热点,分析了各学科在研究肿瘤生长的内在关联。并从已有文献中提取了乳腺肿瘤的生长数据,基于肿瘤呈指数增长与肿瘤呈Logistic增长机理,利用最小二乘法估
学位
犯罪附随后果是指刑法之外的法律法规、规章等规定的,对有犯罪前科者及其家庭成员或亲属适用的,对特定权利和资质的限制、禁止或者剥夺。犯罪附随后果与刑罚、保安处分等具有性质上的不同,也会给犯罪人的正常工作、学习和生活造成严重影响,其严厉性有时不亚于刑事处罚。我国犯罪附随后果的表现形式复杂多样,其消极影响随着轻罪时代的到来会愈发严重。犯罪附随后果制度的规范化应贯彻权利理念,满足宪法规定和比例原则的要求,并
期刊
局部间断Galerkin方法(Local Discontinuous Galerkin Method,简称LDG方法)作为一类特殊的有限元方法,因其具有强稳定性、高精度等优点,广泛应用于求解高阶偏微分方程数值解问题。在计算过程中,为保证数值格式较小的数值粘性,选取合适的数值通量对于LDG方法具有至关重要的作用。本文主要研究对流扩散方程基于广义数值通量LDG方法的误差估计问题。论文首先研究非线性对流
学位
<正>一、前言为了顺应新的经济形势、医疗改革、医保政策的变化,公立医院的管理人员要提高精细化成本管理的意识,加强财务管理的业务水平,将财务管理与财务核算结合在一起,从制度设计、管理实施、绩效考核等环节全流程管控,切实有效的提高成本管理水平,向管理要效益,确保医院的长久发展。二、公立医院成本精细化管理的背景
期刊
三维非规则排样问题是指给定一个容器和若干个非规则多面体,将所有多面体在不能互相重叠的约束下装入容器内,并尽可能的优化布排来使容器被占用的高度最小。三维排样问题有着非常悠久的研究历史,在诸如制造业、建筑业等行业均有应用。三维排样问题属于计算时间复杂度最高的NP完全问题,涉及到计算几何、计算机图形学、数据结构及离散优化等等多领域的知识。本文深入研究了三维非规则排样问题,提出了一种全新的基于射线法的启发
学位
二维非规则带排样问题属于二维排样问题的一种,也可称其为二维裁剪问题、二维下料问题等,与二维一刀切、二维矩形排样等问题均有着极为密切的关系。就问题的本质而言,就是对给定的原材料,将所有的待排件在相互不重叠的基础上,放置其中,使得原材料的使用面积最小,也可以说是废用的原材料最少。若用数学的语言来形容,可以将问题理解为在一个宽度为定值而长度不限的矩形区域内,按照接触但不重叠的原则摆放给定的待排件多边形(
学位
Ni-Mn-Sn磁性形状合金因其独特的磁驱马氏体相变,具有大磁感生应变、巨磁热效应、巨磁阻效应等特性,可应用于磁驱传感、能源环境和信息存储等领域。然而,该合金的工作温度较低,严重限制了其在高温环境的应用。此外,在一些特殊场合,需要根据环境的变化而改变其工作温度。因此开发具有高工作温度和宽工作温区的Ni-Mn-Sn磁性形状记忆合金是当前亟待解决的重要问题。元素掺杂和施加应力可显著改变Ni-Mn-Sn
学位
本文主要分为以下两个部分。第一,研究了具有对称根系的分裂的正则双Hom-李color代数。首先给出了分裂的正则双Hom-李color代数的定义。其次,定义了两个非零根的连接,并且证明了根连接关系是根系的等价关系。然后,以根连接为工具,得到的分解,即:若满足(5()=0,=∈[-1,--1],则=⊕[]∈/~[],其中(5()为的中心,是的极大交换子代数,[]是的理想。最后,定义了此类代数的最大长度
学位
21世纪,科技和工业都在飞速发展,带给人们生活便利的同时,也对环境产生了大量的污染,其中噪声污染首当其冲,对我们的生活产生了巨大的影响,所以寻找一种可以对噪声进行有效吸收的结构志在必行。微穿孔板吸声体(MPA)是上个世纪提出的一种吸声结构,这种结构设计简单,易于制作,吸声系数不受材料的限制,只与本身的参数有关。但MPA结构主要对高频声波起到吸收作用,对低频声波的吸声能力较差。针对这些问题,本文在对
学位