具有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的幾類離散隨機系統(tǒng)的性能分析與綜合.pdf

1、本文討論了具有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的幾類離散隨機系統(tǒng)的性能分析與綜合問題。對于關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性，主要包括了衰減測量、欺騙攻擊的隨機出現(xiàn)、事件觸發(fā)的通信以及傳感器飽和的隨機出現(xiàn)與傳感器時滯的隨機變化;對于考察的離散隨機系統(tǒng)，主要涉及了時變的離散隨機系統(tǒng)（隨機參數(shù)系統(tǒng)、狀態(tài)飽和系統(tǒng)、時變多智能體系統(tǒng)）和時不變的一般隨機非線性系統(tǒng)。進而，為了反映實際工程需要，提出了一些新穎的概念、網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性模型以及概率意義下的性能指標(biāo)，如概率意義下的一致性

2、、概率意義下的安全性、隨機出現(xiàn)的欺騙攻擊模型、包絡(luò)約束的濾波性能指標(biāo)等。
　　本文的研究內(nèi)容分為兩個部分。第一部分主要致力于帶有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的離散時變隨機系統(tǒng)的有限域狀態(tài)估計與控制問題的研究?；谶f推的矩陣不等式(RMI)或倒向遞推的Riccati差分方程(RDE)技術(shù)，提出了行之有效的控制器或估計器設(shè)計方案。第二部分主要研究帶有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的一般離散隨機非線性系統(tǒng)的性能分析與綜合問題。借助于隨機分析技術(shù)，建立了用于該類型系統(tǒng)

3、性能分析的概率意義下的由輸入到狀態(tài)穩(wěn)定(ISSiP)的理論框架。進而，在此框架下，解決基于事件觸發(fā)的隨機多智能體系統(tǒng)的一致性控制問題以及具有欺騙攻擊隨機出現(xiàn)的安全控制問題。此外，針對具有傳感器飽和隨機出現(xiàn)(ROSS)與傳感器時滯隨機變化(RVSD)現(xiàn)象的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，提出刻畫此類復(fù)雜性的統(tǒng)一模型，建立針對此類網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)復(fù)雜性的分布式狀態(tài)估計器設(shè)計方案。具體而言，本文研究的內(nèi)容包括以下幾方面。
　　研究帶有隨機出現(xiàn)非線性和衰減測量復(fù)雜性的

4、一類離散時變非線性系統(tǒng)的有限域H∞控制問題。借助模型變換技術(shù)并輔以配方方法，獲得一個與H∞性能指標(biāo)息息相關(guān)的輔助指標(biāo)的充要條件。進而，借助擬H2性能指標(biāo)，設(shè)計一個新穎的、基于倒向遞推RDE的H∞控制器設(shè)計算法。采用類似的技術(shù)，討論帶有測量丟失和參數(shù)不確定的一類時變多智能體系統(tǒng)的有限域H∞一致性控制問題以及帶有隨機參數(shù)和隨機非線性的時變非線性系統(tǒng)的分布式H∞狀態(tài)估計問題。給出適用于隨機參數(shù)系統(tǒng)的有限域H∞性能指標(biāo)的充要條件及其基于RDE技

5、術(shù)的分布式控制器/估計器設(shè)計方法。
　　針對一般的離散隨機非線性系統(tǒng)，建立概率意義下由輸入到狀態(tài)穩(wěn)定(ISSiP)的理論體系。得益于該理論框架，研究帶有事件觸發(fā)協(xié)議和狀態(tài)相依賴噪聲復(fù)雜性的離散隨機多智能體系統(tǒng)的一致性控制問題。為此，提出可用以描述系統(tǒng)動態(tài)的在概率意義下的一致性定義，采用事件觸發(fā)的通信協(xié)議以便于降低系統(tǒng)通信負(fù)擔(dān)與運行能耗。進而，提出一個新穎的控制器參數(shù)與觸發(fā)閾值的協(xié)同設(shè)計方法。此外，借助兩組服從Bernoulli分布

6、的隨機變量序列描述網(wǎng)絡(luò)攻擊的隨機特性，并討論帶有欺騙攻擊隨機發(fā)生的一類離散隨機非線性系統(tǒng)的安全控制問題。在ISSiP理論框架下，獲得系統(tǒng)以給定概率安全的充分條件，同時確定二次效用指標(biāo)的一個上界。
　　分析帶有狀態(tài)飽和、RON及多測量丟失復(fù)雜性的一類離散時變系統(tǒng)的耗散控制問題。通過引入一個無窮范數(shù)不大于1的自由矩陣，獲得可容納系統(tǒng)狀態(tài)的凸殼。在此基礎(chǔ)上，討論系統(tǒng)的耗散性性能，并設(shè)計一個新穎的處理遞推非線性矩陣不等式的計算方法用以解決

7、控制器的設(shè)計難題。進而，獲得的結(jié)果被進一步拓展到帶有狀態(tài)飽和、RON及連續(xù)丟包復(fù)雜性的一類離散時變系統(tǒng)的有限域H∞濾波問題，建立由遞推非線性矩陣不等式描述的濾波器設(shè)計方法。
　　研究帶有衰減測量復(fù)雜性的離散時變系統(tǒng)的包絡(luò)約束有限域H∞濾波問題。提出一個新穎的可用以描繪濾波誤差過程瞬時動態(tài)的包絡(luò)約束性能指標(biāo)，借助估計誤差的橢球描述技術(shù)，建立一個基于遞推矩陣不等式描述的濾波器參數(shù)設(shè)計算法。此外，借助兩組Bernoulli分布的隨機變量