基於事件的網路化估計與控制研究

《基於事件的網路化估計與控制研究》是依託浙江大學，由何立棟擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於事件的網路化估計與控制研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：何立棟
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

在網路化控制系統的理論研究與實際套用中，一個關鍵問題是如何協調有限資源與系統性能之間的關係。本項目考查事件驅動機制對於改善網路化估計及控制性能的作用，具體研究內容包括：考慮基於測量新息的事件驅動遠程狀態估計，指出廣泛採用的“高斯近似”假設的不合理性，擬提出不採用這種假設的最優估計算法；研究具有智慧型感測器系統的調度問題，設計純事件驅動機制替代現有的時間/事件混合機制，使得結果適用於任意通信率情形；探討事件驅動預測控制問題，利用預測改善性能並在保證性能的同時減少對網路頻寬的占用，進而考查控制器、狀態估計器以及事件觸發器能夠獨立設計的條件；創新性地將事件驅動控制轉化成分散系統的團體決策問題，擬藉助相關理論聯合設計控制律及調度律。本項目期望通過對事件驅動機制的深入探討，以及團體決策理論的套用，為網路化控制系統的分析與設計提供新的理論與方法。

結題摘要

近年來，以物聯網、智慧型電網為代表的網路化系統受到了學術界及工業界的廣泛關注，如何在有限資源下最佳化系統性能成為了一個核心問題。本項目結合事件驅動機制深入探討了網路化估計、控制及安全性能的最佳化問題，取得了一系列創新性成果。針對基於測量新息的遠程狀態估計問題，通過引入廣義閉偏常態分配克服高斯截斷這一難題，首次得到事件驅動機制下精確的最小均方誤差估計算法；針對線性二次高斯控制的事件驅動測量調度，證明估計器和控制律可以獨立設計，首次給出適用於任意通信率的MMSE估計算法；針對丟包情形下的遠程估計，利用實時丟包序列提出一種事件驅動測量編碼策略，得到線性MMSE估計算法及最優編碼權重遞推算法。此外，項目組還將調度機制拓展到網路化系統的安全問題中。從攻擊者角度，以最大程度破壞系統性能為目的，分別設計了面向終端估計性能及平均估計性能的最優攻擊能量調度策略。本項研究較為深入地探討了事件驅動等調度機制在網路化估計、控制及安全中的作用，具有一定的理論價值和科學意義。