2-D时变网络系统在事件驱动机制下的状态估计与牵制控制研究

基本信息
批准号:61673110
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:梁金玲
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王冠军,王峰,贾新刚,陈红委,汪帆,公维强,李德浩,王金玲,邢迅超
关键词:
2D网络时变系统事件驱动机制状态估计牵制控制
结项摘要

Due to the existence of variety of incomplete informations which have been caused by the limited bandwidth in the networked environment and the physical limitations of the devices in the 2-D systems as well as the external random perturbations, in this project, deep analysis will be firstly given for the patterns of their occurrences and the laws of their variations so as to establish the time-varying 2-D network models which can intrinsically characterize the networked-induced phenomena such as incomplete information, nonlinearity and randomness. Next, based on the graph theories, the matrix theories and the analysis tools such as differential inclusion and stochastic analysis, dynamical analyses are carried out for the constructed 2-D network systems including the stability, the robustness and the other related dynamic performances. Moreover, inspired by the pinning control ideas in the complex networks, optimal pinning control strategies are to be determined for the 2-D coupled networks with time-varying topological structures. After that, according to the nonlinear stochastic features of the 2-D systems, some event-triggered mechanisms are proposed to effectively balance the performances of the system and the utilization rate of the network resources. Then, the event-triggered state estimation problems are addressed for the time-varying 2-D networked systems. Finally, by resorting to the theories on positive systems and the results derived for the constructed 2-D networks, dynamical analyses are carried on for the 2-D genetic networks, and regulatory schemes with biological meaning are also to be designed. Meanwhile, the algorithms set up in this project are further improved, evaluations are summarized, and functionally compatible software packages are provided.

针对网络化环境下通信带宽有限以及2-D系统由于受到物理设备限制或外加随机扰动而易出现的多种信息不完全现象,本项目将首先深入分析其发生及变化的规律,建立能够反映由网络化引起的不完全信息、非线性和随机性等特征的2-D时变网络系统模型。其次,结合图论、随机分析、矩阵理论、微分包含等工具对所建2-D网络系统进行动态分析,讨论网络系统的稳定性、鲁棒性和相关运行性能;并借鉴复杂网络中的牵制控制思想,确定2-D耦合网络在时变拓扑结构下的最优牵制控制策略。随后,针对2-D系统的随机非线性特性,提出能有效平衡2-D系统性能和网络资源利用率的事件驱动条件;在此基础上,研究2-D时变网络系统在网络化环境下基于事件驱动机制的状态估计问题。最后,利用正系统理论与所建的2-D网络系统相关结果对2-D基因网络进行动态分析,设计可实现的有生物意义的调控策略;将之前所有算法进一步完善,给出评价结果,综合为功能相容的软件包。

项目摘要

针对网络化环境下通信带宽有限以及2-D系统由于受到物理设备限制或外加随机扰动而易出现的多种信息不完全现象,本项目研究事件驱动机制下的非线性随机2-D时变网络系统的状态估计与牵制控制问题。..在四年期的执行过程中,本项目首先研究了2-D时变网络系统的递归分布式滤波问题。针对系统具有不确定参数、随机非线性、动态偏差、加性和乘性混合噪声干扰、随机扰动的网络耦合、观测数据部分丢失或随机衰减、传感器时滞随机发生等复杂现象,通过引入冗余信道传输协议、随机通信协议、RR调度协议、均匀量化、对数量化等信息传输方式,利用2-D恒同二次滤波器分析了所述2-D系统的估计误差方差递归式,巧妙设计弹性滤波器的参数使得在迹的意义下估计误差方差的上界极小化,并详细分析了上述各类随机不确定现象对滤波性能的影响。为了进一步减少对通信资源的占用,课题组构建了新颖的事件触发规则,理论分析进一步揭示了滤波性能与所设计的事件触发阈值间的单调性。此外,课题组还对如下问题进行了深入探讨:2-D正系统的动力学分析,布尔网络的可控性及状态估计,耦合网络的同步与估计,对抗耦合多智能体的牵制控制二分一致性,神经网络动力学分析,网络中的合作与博弈现象。..到目前为止,本项目已取得了一些有创新特色的研究成果,在国际重要学术刊物接受和发表论文73篇,初步统计在SCI刊物被他引500余次。从引文中可以看到本项目对2-D时变网络系统在事件驱动机制下的状态估计与牵制控制研究结果受到了同行的充分肯定。在项目执行过程中,指导在站博士后4人(2人已顺利出站)、硕士研究生13人(6人已获得硕士学位)、博士研究生11人(6人已获得博士学位)。项目主持人2019年获得江苏省科学技术二等奖(1/3),入选2019年科睿唯安“高被引学者”榜单,2017-2019年连续入选中国高被引学者榜单。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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