[发明专利]随机传感器饱和下多率时变网络系统滤波器的设计方法

权利要求书

1.一种随机传感器饱和下时变多率网络系统滤波器设计方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1、建立存在随机传感器饱和的时变多率网络系统模型，具体为：

其中，表示时变网络系统内部状态向量，表示第i个传感器的输出量测信号，i＝1，2，…，m表示传感器的编号，表示待估计的状态信号，T_k表示系统状态的更新时刻，t_k表示各个传感器量测输出的更新时刻，且有T_k+1-T_k＝h，t_k+1-t_k＝bh，h为给定实数，b为正整数，k＝0，1，2，…，表示零均值高斯白噪声信号，其协方差为V＞0，表示零均值高斯白噪声信号，其协方差为W_i＞0，其中v(T_k)与ω_i(t_k)是相互独立不相关的随机变量，分别表示n_x维实数向量空间、n_z维实数向量空间、n_v维实数向量空间、一维实数集合，分别表示已知的内部状态的过程参数、状态噪声的过程参数、待估信号的过程参数，分别表示已知的内部状态的量测参数、状态噪声的量测参数，分别表示n_x×n_x维实数矩阵空间、n_x×n_v维实数矩阵空间、n_z×n_x维实数矩阵空间、1×n_x维实数矩阵空间，表示饱和函数，α_i(t_k)为服从伯努利分布的随机变量，且具有如下统计特性：

其中，Prob{·}表示事件”·”发生的概率，α_i(t_k)＝1表示第i个传感器发生了饱和，α_i(t_k)＝0表示第i个传感器发生了饱和，表示随机变量x的数学期望，表示第i个传感器发生饱和的概率；

步骤2、根据存在随机传感器饱和的时变多率网络系统模型，建立多传感器饱和下时变多率网络系统输出模型，具体方法为：

利用扇形条件的定义，将σ(C_i(t_k)x(t_k))分解为：

σ(C_i(t_k)x(t_k))＝K_iC_i(t_k)x(t_k)+Φ(C_i(t_k)x(t_k)) (2)

其中，Φ(C_i(t_k)x(t_k))是满足扇形条件的非线性向量值函数，且Φ(C_i(t_k)x(t_k))满足如下不等关系：

Φ^T(C_i(t_k)x(t_k))(Φ(C_i(t_k)x(t_k))-K_iC_i(t_k)x(t_k))≤0 (3)

K_i和为已知合适维度的对角矩阵，分别表示扇形条件的下界和上界，且有及I为合适维度的单位矩阵

建立多传感器饱和下时变多率网络系统输出模型为：

y(t_k)＝Λ(t_k)k(C(t_k)x(t_k))+(I-Λ(t_k))C(t_k)x(t_k)+D(t_k)ξ(t_k)

其中：

Λ(t_k)＝diag{α₁(t_k)，α₂(t_k)，…，α_m(t_k)}，

D(t_k)＝diag{D₁(t_k)，D₂(t_k)，…，D_m(t_k)}，

κ(C(t_k)x(t_k))＝[σ^T(C₁(t_k)x(t_k)) σ^T(C₂(t_k)x(t_k)) … σ^T(C_m(t_k)x(t_k))]^T，

diag{λ₁，…，λ_n}表示由对角元素λ₁，…，λ_n组成的块对角矩阵；

步骤3、建立基于事件触发机制的触发器模型；

步骤4、根据以上3种模型，建立时变多率网络系统的滤波器模型；

步骤5、根据滤波器模型建立时变多率网络系统的误差模型；

步骤6、对误差模型进行性能分析，确定满足滤波器的性能指标的条件；

步骤7、根据确定的满足滤波器的性能指标的条件，利用舒尔补引理确定步骤4所设计的滤波器的增益矩阵。