基于不完全测量信息的非线性随机时变系统的有限时间域控制与滤波

本项目首先借助于统计分析方法，研究系统中不完全测量信息的各种表现形式及其特征，进而建立统一的对于不完全测量信息的描述模型。然后，针对具有一般形式的非线性随机时变系统，利用随机分析和耗散理论，并结合HJI不等式、递归矩阵不等式等技术，研究基于不完全测量信息的有限时间域意义下的随机控制与滤波问题。分别针对数据丢失、信号量化和传感器随机饱和等测量信息不完全的情况，分析具有一般形式的非线性随机离散时变系统的控制和滤波问题，得到满足给定性能指标的控制器及滤波器的存在性判据；进而研究诸如多项式非线性系统及分布式传感器网络等特殊情形下的有限时间域鲁棒控制器与滤波器的设计方法。最终，设计一个计算软件包，并在移动机器人的定位问题上进行实验验证，从而获得一整套易于实现的有限时间域控制与滤波理论和算法。该项目的研究成果具有较高的理论价值和广泛的应用前景。

本项目首先借助于统计分析方法，研究系统中不完全测量信息的各种表现形式及其特征，进而建立统一的对于不完全测量信息的描述模型。然后，针对具有一般形式的非线性随机时变系统，利用随机分析和耗散理论，并结合HJI不等式、递归矩阵不等式等技术，研究基于不完全测量信息的有限时间域意义下的随机控制与滤波问题。分别针对数据丢失、信号量化和传感器随机饱和等测量信息不完全的情况，分析具有一般形式的非线性随机离散时变系统的控制和滤波问题，得到满足给定性能指标的控制器及滤波器的存在性判据；进而研究诸如多项式非线性系统及分布式传感器网络等特殊情形下的有限时间域鲁棒控制器与滤波器的设计方法。最终，整合获得结果，并在移动机器人的定位问题上进行实验验证，从而获得一整套易于实现的有限时间域控制与滤波理论和算法。在本项目资助下，出版英文专著1部；申请发明专利2项；在国际期刊上组织专刊4次；组织国际国内研讨会2次；培养博士研究生4名；在国际国内刊物和会议上共发表23篇，其中SCI论文17篇，有5篇（含长文2篇）发表在控制学科顶级期刊IEEE Transactions on Automatic Control和Automatica上，其他IEEE汇刊论文5篇。