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专利号: 2017113051895
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于,包括:建立具有马尔科夫参数、传感器非线性、模态依赖时滞和随机干扰的神经网络系统的动态模型;

在给定协议下,根据被选择传输数据的传感器建立更新矩阵;

根据所述更新矩阵和所述神经网络系统的动态模型,建立在协议下的神经网络系统的动态模型;

根据所述协议下的神经网络系统的动态模型构建估计器;

根据所述估计器的估计状态向量和所述协议下的神经网络系统的状态向量计算状态估计误差;

利用所述状态估计误差,获得估计增广系统;

利用系统稳定性判断定理,根据所述估计增广系统求解所述估计器的增益矩阵;

其中,利用系统稳定性判断定理,通过求解一组凸优化问题获得所述估计器的增益矩阵;

所述凸优化问题为使系统达到指数最终有界时的线性矩阵不等式条件;

由公式:

Q<QI,

Pi,ζ(k)<γI;

根据李雅普诺夫稳定性定理,求得使系统达到指数最终指数有界时的矩阵Xi,ζ(k)和的值,通过所述公式计算状态估计增益矩阵其中,

P1i,ζ(k)>0,P1i,ζ(k+1)>0,Q>0,Xi,ζ(k)为适合位数的矩阵,γ, 0<κ<1为标量,ρ1i,ρ2i,ρ3i为一系列常数,H1,H2,G1,G2为已知常矩阵;diag{...}表示对角矩阵,ζ(k)∈{1,2,…,m}为被选择传输数据的传感器,i为马尔科夫链, 表示克罗内克乘积运算,lτ为依赖于时滞上下限的量;

其中,I表示单位矩阵;Ai,Bi为权值连接矩阵,σ为参数; 为动态模型的参数矩阵;将所述增益矩阵带入所述估计器,完成所述神经网络系统的动态模型的估计。

2.根据权利要求1所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于:

所述给定协议,为Round-Robin协议;

在所述Round-Robin协议下,根据被选择传输数据的传感器建立更新矩阵。

3.根据权利要求1所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于:

建立具有马尔科夫参数、传感器非线性、模态依赖时滞和随机干扰的神经网络系统的动态模型的K+1步状态向量为K步状态向量、具有马尔科夫参数及具有模态依赖时滞的激励函数和随机干扰的线性组合。

4.根据权利要求1所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于:

建立具有马尔科夫参数、传感器非线性、模态依赖时滞和随机干扰的神经网络系统的动态模型的K步测量输出为K步状态向量和传感器非线性的线性组合。

5.根据权利要求3所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于:

所述激励函数,满足扇形约束条件。

6.根据权利要求1所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于:

所述协议下的神经网络系统的动态模型的K+1步协议状态向量为K步增广协议状态向量、具有扩展维度的马尔科夫参数激励函数、具有扩展维度的模态依赖时滞激励函数、协议传感器非线性和扩展维度随机干扰的线性组合;

所述协议下的神经网络系统的动态模型的K步协议测量输出为所述K步增广协议状态向量和所述协议传感器非线性的线性组合。

7.根据权利要求6所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,其特征在于:

所述协议下的神经网络系统的动态模型的K-1步协议测量输出作为所述神经网络系统的动态模型的K步状态向量的增广矩阵,构成所述K步增广协议状态向量。

8.一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计系统,其特征在于,包括:存储器和处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序为如权利要求1~7任一项所述一种基于协议的时滞马尔科夫系统的状态估计方法,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:建立具有马尔科夫参数、传感器非线性、模态依赖时滞和随机干扰的神经网络系统的动态模型;

在给定协议下,根据被选择传输数据的传感器建立更新矩阵;

根据所述更新矩阵和所述神经网络系统的动态模型,建立在协议下的神经网络系统的动态模型;

根据所述协议下的神经网络系统的动态模型构建估计器;

根据所述估计器的估计状态向量和所述协议下的神经网络系统的状态向量计算状态估计误差;

利用所述状态估计误差,获得估计增广系统;

利用系统稳定性判断定理,根据所述估计增广系统求解所述估计器的增益矩阵;

其中,利用系统稳定性判断定理,通过求解一组凸优化问题获得所述估计器的增益矩阵;

所述凸优化问题为使系统达到指数最终有界时的线性矩阵不等式条件;

由公式:

Q

Pi,ζ(k)<γI;

根据李雅普诺夫稳定性定理,求得使系统达到指数最终指数有界时的矩阵Xi,ζ(k)和的值,通过所述公式计算状态估计增益矩阵其中,

P1i,ζ(k)>0,P1i,ζ(k+1)>0,Q>0,Xi,ζ(k)为适合位数的矩阵,γ, 0<κ<1为标量,ρ1i,ρ2i,ρ3i为一系列常数,H1,H2,G1,G2为已知常矩阵;diag{...}表示对角矩阵,ζ(k)∈{1,2,…,m}为被选择传输数据的传感器,i为马尔科夫链, 表示克罗内克乘积运算,lτ为依赖于时滞上下限的量;

其中,I表示单位矩阵;Ai,Bi为权值连接矩阵;σ为参数; 为动态模型的参数矩阵;将所述增益矩阵带入所述估计器,完成所述神经网络系统的动态模型的估计。