發(fā)布時間：2018-07-26 14:38

【摘要】：網(wǎng)絡監(jiān)控和故障診斷往往需要實時掌握網(wǎng)絡中的所有節(jié)點狀態(tài)信息。而復雜網(wǎng)絡規(guī)模大,節(jié)點多且復雜,因此直接測量網(wǎng)絡中各個節(jié)點狀態(tài)信息是不現(xiàn)實。為了獲得網(wǎng)絡中每個節(jié)點的狀態(tài)信息,繼而深入地了解網(wǎng)絡的行為特征,就需要我們通過已測節(jié)點的輸出信息對整個網(wǎng)絡狀態(tài)信息進行估計。此外,現(xiàn)實網(wǎng)絡會由于種種因素導致信息在傳輸過程中不可避免地存在時延和丟包,所以研究不完全測量下的復雜網(wǎng)絡狀態(tài)估計顯得更具有現(xiàn)實指導意義。本文的主要研究工作及取得的成果如下:(1)現(xiàn)實網(wǎng)絡在傳輸過程中會受到丟包、時延等不確定因素的干擾,這些干擾的出現(xiàn)勢必會對復雜網(wǎng)絡的狀態(tài)估計產(chǎn)生影響。本文在之前已有的理論基礎上,設計了一種魯棒保性能狀態(tài)估計器,旨在減少數(shù)據(jù)丟包和誘導時延對狀態(tài)估計的影響�；�于Lyapunov穩(wěn)定性理論和隨機分析方法,以線性矩陣不等式的形式給出了魯棒保性能狀態(tài)估計器的設計準則。最終,通過對不同規(guī)模的復雜網(wǎng)絡進行數(shù)值仿真,驗證了設計方案的有效性。(2)現(xiàn)實網(wǎng)絡中可能存在部分節(jié)點輸出不可測的現(xiàn)象,同時網(wǎng)絡時延在k時刻的輸出更依賴于(k-1)時刻的輸出情況。本文將牽制控制的方法運用到具有一步誘導時延的離散復雜網(wǎng)絡的狀態(tài)估計中。通過對部分節(jié)點施加反饋控制,以達到對整個復雜網(wǎng)絡進行狀態(tài)估計的目的,從而大大降低了狀態(tài)估計的成本,更加符合實際的工程應用。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論,推出牽制控制狀態(tài)估計器的設計準則。最后,通過數(shù)值仿真以驗證結果的可行性。(3)根據(jù)結構可控性理論選取驅(qū)動節(jié)點進行牽制控制。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論,得出增益反饋控制器設計準則。最后,通過實例仿真,驗證所設計反饋控制器的有效性和可行性。
[Abstract]:Network monitoring and fault diagnosis often need to grasp the status of all nodes in the network in real time. The complex network is large in scale and complex in nodes, so it is not realistic to directly measure the state information of each node in the network. In order to obtain the state information of each node in the network and further understand the behavior characteristics of the network, we need to estimate the state information of the whole network through the output information of the measured nodes. In addition, due to various factors, delay and packet loss will inevitably exist in the transmission of information in real networks, so it is more important to study the state estimation of complex networks under incomplete measurement. The main research work and results obtained in this paper are as follows: (1) in the process of transmission, real networks will be disturbed by uncertain factors such as packet loss, delay and so on, which will inevitably affect the state estimation of complex networks. Based on the previous theories, a robust guaranteed cost performance state estimator is designed to reduce the influence of data packet loss and induced delay on state estimation. Based on Lyapunov stability theory and stochastic analysis method, the design criteria of robust guaranteed cost state estimators are given in the form of linear matrix inequalities (LMIs). Finally, the effectiveness of the design scheme is verified by numerical simulation of complex networks of different sizes. (2) the phenomenon of unmeasurable output of some nodes may exist in the real network. At the same time, the output of network delay at k time is more dependent on the output of (k-1) time. In this paper, the containment control method is applied to the state estimation of discrete complex networks with one step induced delay. By applying feedback control to some nodes, the state estimation of the whole complex network is achieved, and the cost of state estimation is greatly reduced, which is more in line with the practical engineering application. Based on the Lyapunov stability theory, the design criteria of the control state estimator are derived. Finally, the feasibility of the results is verified by numerical simulation. (3) according to the theory of structural controllability, the driving nodes are selected to control. Using Lyapunov stability theory, the design criteria of gain feedback controller are obtained. Finally, the effectiveness and feasibility of the designed feedback controller are verified by simulation.
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O157.5

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本文編號：2146333