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通信受限下的网络化随机系统的控制与滤波研究
提升通信受限网络化随机系统控制滤波性能。
产品类型
理论体系
产品标签
其他资源效率提升
数学
H∞控制
分布式控制
分布式滤波
随机非线性系统
通信受限
产品成熟度
试点应用/工艺验证
合作方式
合资合作
面洽
适用行业
教育
适用场景
能源
产品创新性
该研究创新性在于:针对通信受限的网络化随机系统,首次提出了有限时域H∞性能指标的充分必要条件和倒向递推设计框架。引入了概率依赖增益机制和保概率集员滤波理论。
潜在经济效益
降低通信负担,提升系统控制与滤波性能和可靠性,从而有效节约运营成本,提高生产效率。
潜在减碳效益
该技术通过优化网络化系统控制与滤波性能,提高工业过程、智能电网、交通等领域能效,降低通信能耗,从而间接减少碳排放。
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上海理工大学
上海理工大学
上海市属重点大学,培养卓越工程技术人才,服务国家战略与区域发展。
中国, 上海市
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网络化随机系统的控制与滤波是现代控制理论与工程的重要组成部分,具有广泛的应用背景和科学研究价值。然而网络带宽受限导致的测量丢失、信道衰减等复杂现象导致了系统性能的劣化,给随机系统的分析与综合带来了巨大挑战。因此,本项目在随机意义下对网络化系统重新审视,将概率论和随机分析等数学工具与控制理论相结合,提出了随机系统的控制与滤波研究的新思路、新方法,所取得的研究成果形成了分析和处理通信受限下网络化随机系统控制与滤波问题的一套完整的理论体系。本项目组在国家自然基金,教育部新世纪优秀人才计划等多个国家级项目支持下取得了系统性创新成果,主要科学发现如下:针对通信受限的随机时变系统,首次获得了有限时域H∞性能指标的充分必要条件,并以此为基础,建立了倒向递推Riccati方程形式的集中式、分布式控制器与滤波器的设计框架,改善了通信受限下时变系统的控制与滤波性能,得到了IEEE Fellow、瓜纳华托大学教授Yuriy S. Shmaliy的好评。提出概率依赖增益机制概念以及保概率集员滤波理论,使控制器和滤波器或随着概率的变化而调整或随着容许概率要求而修正;针对离散随机多智能体系统,重新定义了在概率意义下一致性性能指标,提出了一类离散时间随机系统的依概率输入到状态稳定的充分条件;结合降低通信负担的事件触发协议,建立了仅依赖与网络拓扑矩阵的特征值的、可扩展性的分布式控制器设计技术。获得成果得到了IEEE Fellow、IFAC Fellow、InstMC Fellow、德克萨斯大学教授Frank L. Lewis和IEEE Fellow华盛顿大学教授Wei Kang的正面评价,明确指出我们的方法可有效地在降低通信负担的同时处理网络诱导的复杂现象。针对通信受限的非线性时变随机系统,定量分析了非高斯噪声及各种网络化诱导现象对滤波精度的影响,提出了均方意义下包络约束滤波器以及误差受限滤波器设计的新方法。IEEE Fellow、IET Fellow、香港大学教授James Lam和美国国家科学院院士、美国工程院院士、IEEE Fellow、普林斯顿大学教授H. Vincent Poor评价该项目是从均方意义的角度设计满足区间约束的新型滤波器。针对非周期采样系统,利用范德蒙矩阵有效地处理了随机采样诱导的复杂期望运算,定量分析了非周期采样间隔对整个采样数据系统稳定性能的影响,建立了驱使系统稳定的控制器的设计方案。IEEE Fellow、斯威本科技大学副校长Qing-Long Han教授肯定了该项目从离散化的角度定量分析非周期采样系统性能的有效性。 本项目的8篇代表性性论文引用600余次, ESI高被引论文5篇,国际控制学科顶级期刊IEEE自动控制会刊和Automatica上7篇。项目完成人曾获中国教育部新世纪优秀人才计划,国家自然基金和上海市人才计划等。

最后更新日期
06:33:35, Nov 05, 2025
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