《馬爾可夫跳躍系統的決策-控制策略研究與最佳化》是依託中國科學技術大學，由朱進擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：馬爾可夫跳躍系統的決策-控制策略研究與最佳化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱進
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目圍繞馬爾可夫跳躍系統中的模態轉移速率矩陣這一重要參數展開研究，設計決策-控制策略作用於系統，以最小代價實現系統的隨機穩定。首先，針對無噪聲干擾時的跳躍系統，提出包含控制代價和決策代價的新型性能指標，並設計最優一步確定型和隨機型決策-控制策略；其次，針對噪聲干擾下的跳躍系統，設計最優狀態估計器，進而利用分離定理給出最優一步確定型和隨機型決策-估計-控制策略。在一步決策-控制策略研究的基礎上，考慮跳躍系統中存在多決策點的情形，研究其最優多步決策-控制策略設計；最後運用控制理論和方法將最優決策-控制策略的設計歸結為最優決策量的選取問題，給出相應的決策搜尋算法，並驗證算法的收斂性和計算複雜度。本項目提出的決策-控制策略相較於傳統的控制策略具有更大的靈活性，在確保系統穩定的同時有效降低了系統代價，對於豐富和發展馬爾可夫跳躍系統的控制具有理論意義，而且對其在工程領域中的推廣也具有實際套用價值。
結題摘要
馬爾可夫跳躍系統由若干連續狀態子系統通過馬爾可夫鏈的隨機切換組合而成，其控制問題理應兼顧這兩方面的特點。然而目前跳躍系統的控制問題研究是依照傳統的系統分析理論，設計狀態或輸出反饋控制器實現系統的隨機穩定或最小化系統穩定代價，忽略了隨機切換規律改變對系統性能的影響。本項目針對具有可控馬爾可夫鏈的跳躍系統，提出一種決策-控制混合策略，其中決策用於調整馬爾可夫鏈的模態轉移速率/機率矩陣，狀態/輸出反饋控制器用於實現系統穩定。項目分別研究了跳躍系統在噪聲干擾、非齊次馬爾可夫鏈等實際約束下的一步及多步最優決策-控制策略設計，給出了最優策略的搜尋算法及收斂性證明，理論證明和仿真結果表明該策略在保證跳躍系統隨機穩定的基礎上能夠大幅度地降低系統穩定代價。在理論研究的基礎上，探索該策略在網路化控制系統中的套用，並給出了實際網路中通過擁塞檢測及接入控制方法調整模態轉移機率的技術實現。本項目的研究結果相較於傳統的狀態/輸出反饋控制策略具有更大的靈活性，在豐富跳躍系統理論研究成果的同時，也為其在網路化控制系統中的實際套用提供了可行的技術支撐。
