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局域强耦合系统滤波方法研究

作　者: 鲁俊
导　师: 蔡云泽
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 局域强耦合系统鲁棒滤波时延随机时延丢包卡尔曼滤波
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着通信技术和网络技术的飞速发展,复杂系统的节点之间的通信已极易实现。局域强耦合复杂系统是指系统中每个节点以与耦合节点进行信息交互的方式跟踪其他节点的运动或做出决策,使得整个系统表现出某种团队行为的复杂系统。但为了研究和实现的方便,子系统间交互信息基于具有无限可能的精度假设。由于各节点之间的相互作用、物理或拓扑位置之间的空间差异性,耦合状态和交互信息中的各种干扰不可避免。系统之间的交互信息丧失了定常性、完整性、因果性和确定性,这对状态量测及信息交互的准确性提出了严峻挑战。本文针对局域耦合系统中存在的丢包与时延状况,研究了局域强耦合系统的滤波问题,首先介绍局域强耦合系统的研究背景以及基本问题,并讨论了在该系统中滤波方法的实现的相关问题;在此基础上对于分别只存在丢包、存在固定时延和丢包以及随机时延丢包的局域强耦合系统进行合理的建模分析,利用状态增广、随机分析等理论,研究了局域强耦合系统的滤波算法。本文研究工作主要集中在三个方面:1)对于只存在丢包的局域强耦合系统进行合理的系统建模分析,并研究针对该系统的kalman滤波器的设计方法,同时在此基础上给出满足滤波误差系统稳定和H-inf性能指标的鲁棒滤波算法;2)对于存在定时延和丢包的局域强耦合系统进行建模分析,并针对时延和丢包进行一定的处理之后,给出卡尔曼滤波器设计方法;3)对于存在随机时延和丢包的局域强耦合系统进行建模分析,对随机时延和丢包进行处理同时给出卡尔曼滤波器设计方法。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章绪论  12-23
  1.1 局域强耦合系统研究的背景  12-18
    1.1.1 多智能体系统理论的发展  14-15
    1.1.2 Vicsek 模型  15-16
    1.1.3 多智能体协调性研究  16-18
  1.2 局域强耦合系统滤波问题及研究现状  18-21
    1.2.1 卡尔曼滤波与鲁棒滤波  18-19
    1.2.2 局域强耦合系统滤波现状  19-21
  1.3 论文成果及组织框架  21-23
第二章局域强耦合系统滤波器设计  23-34
  2.1 局域强耦合系统模型分析  23-24
  2.2 存在丢包局域强耦合系统卡尔曼滤波器设计  24-27
    2.2.1 存在丢包的局域强耦合系统模型介绍  24-25
    2.2.2 存在丢包的局域强耦合系统卡尔曼滤波器设计  25-26
    2.2.3 仿真结果  26-27
  2.3 存在丢包局域强耦合系统H_∞鲁棒滤波器设计  27-33
    2.3.1 丢包局域强耦合系统鲁棒滤波器建模分析  27-28
    2.3.2 H_∞鲁棒滤波器设计  28-31
    2.3.3 仿真结果  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章定时延局域强耦合系统卡尔曼滤波  34-44
  3.1 定时延局域强耦合系统背景介绍  34
  3.2 定时延局域强耦合系统模型分析  34-35
  3.3 定时延局域强耦合系统滤波器设计  35-38
  3.4 滤波器设计  38-39
  3.5 基于VICSEK 的仿真分析  39-43
    3.5.1 Vicsek 模型介绍  40-41
    3.5.2 仿真分析  41-43
  3.6 本章小结  43-44
第四章随机时延局域强耦合系统卡尔曼滤波器设计  44-51
  4.1 随机时延局域强耦合系统背景介绍  44
  4.2 随机时延局域强耦合系统模型分析  44-45
  4.3 随机时延局域强耦合系统卡尔曼滤波器设计  45-49
  4.4 仿真分析  49-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章总结与展望  51-53
  5.1 本文工作总结  51-52
  5.2 研究展望  52-53
参考文献  53-59
致谢  59-61
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  61

局域强耦合系统滤波方法研究

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