【摘要】：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障診斷往往需要實(shí)時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息。而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大,節(jié)點(diǎn)多且復(fù)雜,因此直接測量網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息是不現(xiàn)實(shí)。為了獲得網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息,繼而深入地了解網(wǎng)絡(luò)的行為特征,就需要我們通過已測節(jié)點(diǎn)的輸出信息對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行估計(jì)。此外,現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)會由于種種因素導(dǎo)致信息在傳輸過程中不可避免地存在時(shí)延和丟包,所以研究不完全測量下的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)估計(jì)顯得更具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文的主要研究工作及取得的成果如下:(1)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)在傳輸過程中會受到丟包、時(shí)延等不確定因素的干擾,這些干擾的出現(xiàn)勢必會對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)估計(jì)產(chǎn)生影響。本文在之前已有的理論基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種魯棒保性能狀態(tài)估計(jì)器,旨在減少數(shù)據(jù)丟包和誘導(dǎo)時(shí)延對狀態(tài)估計(jì)的影響�；贚yapunov穩(wěn)定性理論和隨機(jī)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(jì)器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。最終,通過對不同規(guī)模的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)值仿真,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的有效性。(2)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中可能存在部分節(jié)點(diǎn)輸出不可測的現(xiàn)象,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延在k時(shí)刻的輸出更依賴于(k-1)時(shí)刻的輸出情況。本文將牽制控制的方法運(yùn)用到具有一步誘導(dǎo)時(shí)延的離散復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)估計(jì)中。通過對部分節(jié)點(diǎn)施加反饋控制,以達(dá)到對整個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)的目的,從而大大降低了狀態(tài)估計(jì)的成本,更加符合實(shí)際的工程應(yīng)用。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論,推出牽制控制狀態(tài)估計(jì)器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。最后,通過數(shù)值仿真以驗(yàn)證結(jié)果的可行性。(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)可控性理論選取驅(qū)動節(jié)點(diǎn)進(jìn)行牽制控制。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論,得出增益反饋控制器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。最后,通過實(shí)例仿真,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)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(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O157.5

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本文編號：2146333