基於代數狀態空間方法的有限域網路的分析與控制

《基於代數狀態空間方法的有限域網路的分析與控制》是依託山東師範大學，由李海濤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於代數狀態空間方法的有限域網路的分析與控制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李海濤
• 依託單位：山東師範大學

項目摘要

有限域網路在無線感測器網路等領域有著廣泛套用，適用於容量、記憶體和時間受限的網路環境。本項目擬利用代數狀態空間方法和網路化控制系統理論，研究有限域網路的若干分析與控制問題。首先，研究有限域網路的代數狀態空間表示問題。其次，基於代數狀態空間表示，研究有限域網路的能控性，給出相應的判據。再次，基於代數狀態空間表示，研究時滯、切換拓撲影響下有限域網路的一致性控制，設計出相應的分散式事件驅動控制器和採樣控制器。最後，將所得結果套用於四旋翼無人機的建模與飛行控制，設計出相應的最優控制算法。本項目具有重要的理論和套用價值。一方面，有限域網路是一類在有限域上建模的網路化控制系統，對其進行研究可以豐富網路化控制系統的控制理論，發展有限值動態系統的研究方法。另一方面，有限域網路在無線感測器網路等領域有著廣泛的套用前景，因此該項目又有重要的套用價值。

結題摘要

有限域網路在多機器人協作、飛行器編隊、生物群集等很多領域有著廣泛套用，適用於容量、記憶體和時間受限的網路環境，特別是對網路頻寬和感測器通信能力有較強依賴的無線感測器網路。本項目為有限域網路的分析與控制建立了一種基於代數狀態空間的研究方法。基於代數狀態空間方法，建立了有限域網路的能控性判據，研究了時滯和切換影響下有限域網路的一致控制問題，給出了事件觸發控制器和採樣控制器的設計方法。本項目組將得到的理論結果初步套用於網路演化博弈的控制與最佳化，以及四旋翼無人機的建模。 經過一年的合作研究，項目組在有限域網路的分析與控制方面，發表SCI收錄論文19篇，其中在Automatica、IEEE Trans.、SIAM Journal on Control and Optimization上發表論文5篇。以這些研究成果為支撐，項目負責人先後獲得了泰山學者青年專家和山東省高校科學技術獎一等獎等榮譽。項目組培養研究生13名，指導研究生獲得TCCT學組年會優秀論文獎、山東省研究生優秀科技創新成果獎一等獎、山東省優秀碩士學位論文等榮譽。 通過構造能控矩陣，建立了有限域網路的能控性判據。研究了切換、時滯影響下多值邏輯網路的集合穩定、鎮定控制等問題，並基於此研究了時滯、切換影響下有限域網路的一致控制問題，給出了若干充分必要條件和控制設計方法。這些研究結果比現存文獻具有更加廣泛的適用性。 發展了適用於有限值網路的時變反饋控制、事件觸發控制、魯棒控制及脈衝控制等方法，拓廣了有限值網路的控制理論。建立了馬爾科夫跳變邏輯控制網路的時變反饋控制理論；發展了混合值邏輯網路的事件觸發控制方法；建立了有限值網路的魯棒分析方法；發展了隨機切換布爾網路的脈衝控制理論。這些控制策略，為進一步研究有限域網路的分散式控制奠定了基礎。