基于自动机/形式语言模型的离散事件动态系统状态估计理论

随着各种新技术特别是信息技术的发展，离散事件动态系统仍然是当今理论研究和工程应用研究的热点，其中基于自动机/形式语言模型的离散事件动态系统分析方法主要研究离散事件动态系统监控理论和故障诊断理论。监控理论和故障诊断理论表明，充足的状态信息是系统实现有效监控与实时故障诊断的重要前提，因此，如何根据系统的输出实时估计系统的运行状态是该分析方法的一个重要研究课题。为此本项目将对基于自动机/形式语言模型的离散事件动态系统状态估计问题进行全面深入的研究：解决离散事件动态系统单监测器状态估计问题，具体研究离散事件动态系统输出与状态估计间的作用规律，推导系统可测性的有效算法，构建系统动态观测器。在此基础上，解决离散事件动态系统分布式多监测器状态估计问题，并进一步揭示多监测器间的通讯对系统状态估计的影响机理。本项目旨在得到一套系统化的离散事件动态系统状态估计理论。

本研究项目系统地解决了离散事件动态系统的状态估计问题。主要创新性成果包括以下几方面的内容：1）提取了可测性(Detectability)这一重要状态估计特性，两个延时参数很好地反映了离散事件动态系统状态估计的延时特征；2）推导得到具有多项式复杂度的判定算法，具体采用两步算法分别处理两个延时参数；3）获得了确保状态估计可测性的最小通讯策略，该策略有两种实现方式：在线实现和离线实现；4）解决了初始状态可测性(I-Detectability)问题，具体地通过一个算法将初始状态可测性转变为可测性并予以解决；5）解决了受控系统可测性问题。得到了受控系统可测性满足的充要条件及其控制系统使之满足可测性的控制策略；6）研究了基于状态估计理论的私密性问题，得到了私密性成立的充要条件及其多项式判定算法。上述研究从不同角度深入研究了离散事件动态系统的状态估计问题，形成了较为系统的离散事件动态系统状态估计理论体系。