文档介绍：具有长时延及丢包的NCS鲁棒H2滤波研究报告
报告人: 潘宁
导师: 蔡云泽

提纲
NCS滤波研究背景
1
NCS模型描述
2
鲁棒H2滤波稳定性分析
3
鲁棒H2滤波器设计
4
5
仿真研究
NCS滤波研究背景
NCS模型描述
鲁棒H2滤波稳定性分析
鲁棒H2滤波器设计
仿真分析
网络控制系统(NCS)的崛起
Smart home(智能家居)
日常应用
automobiles (007智能车)
intelligent Robot(美国军用智能狗)
Telesurgery(远程手术)
NCS
NCS研究背景
战斗机协同作战
军工应用
鱼雷导弹制导与控制
航天火星探测
NCS
NCS历史追踪
1998Walsh
马里兰大学,
给出NCS的图示结构
1948维纳
《控制论—关于在动物和
机器中控制和通信的科学》
于之训和顾洪军
Halevi和Ray
给出网络控制系统的
概念和明确定义
Murry和As2
trom等
将网络控制大致分为
(1)基于网络的控(控制领域)
(2)对网络的控制(通讯领域)
NCS领域分支---滤波(信号处理)研究现状
NCS滤波研究现状
网络诱导时延
(1)对于随机且分布特性已知的网络时延,利用随机控制理论方法进行系统分析与设计.
(2)对于时变、不确定的网络时延,采用鲁棒控制、自适应控制、智能控制等方法进行系统分析与设计
(3)通过技术手段将时变时延转化为固定时延,利用确定性系统方法
进行分析和设计
(4)主要短时延,长时延研究较少
NCS领域分支---滤波(信号处理)研究现状
NCS滤波研究现状
数据包丢失

由于数据包丢失呈现出明显的时变和不确定性,难以准确描述数据包丢失特性和模型. 因此:
(1)一方面,建立反映时变、不确定和随机丢包特性的NCS模型
(2)并采用近年来出现的切换系统,混合系统,异步动态的分析方法,研究控制器的设计方法
NCS领域分支---滤波(信号处理)研究现状
New
Derection
Lincoln
Noise
ZhangWei
于之训
Goktas
Walsh和
Bushnell
带有干扰的NCS设计(去噪,滤波)
卡尔曼滤波器,
保证分离定理
提出了一种时延补偿结构,
可实现对噪声的滤波处理
H∞,H2综合的方法
引入控制器和滤波器设计
用非线性和摄动理论,将NCS
中的时延效应看作连续系统的摄动,提出了摄动方法
考虑长时延,丢包,
等因素的滤波研究
本文研究思路
本文研究思路
传统的最优滤波理论如最小二乘法、维纳滤波以及卡尔曼滤波理论均是基于系统部件之间数据传送具有无限可能的精度假设,而并未考虑实际网络环境下的时延,丢包等不确定性因素;虽然已有研究试将卡尔曼滤波算法扩展到时滞情况,但是滤波公式推导复杂,且得不到最优解。
在Kalman滤波理论基础上发展的现代鲁棒滤波技术考虑了系统中含有不确定参数、噪声干扰统计特性不能完全获知等情况,在系统中存在不确定因素的情况下可以得到较好的滤波效果,但在网络环境中,接收的信息还出现了延时和丢包现象。因此,基于确定性系统的鲁棒滤波技术在随机系统领域已经不再适用,需要改进或开发新的理论和算法。