[发明专利]基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统及方法

权利要求书

1.一种基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统，用于对被控系统的观测变量进行数据传输与处理，并估计被控系统状态变量，其特征在于，滤波信息处理系统包括：依次连接的传感器采样单元、事件触发单元、分布式滤波单元、量化单元和融合单元，传感器采样单元、事件触发单元、分布式滤波单元和量化单元分别对应设置l个传感器、事件触发器、滤波器和量化器，对应的1个传感器、事件触发器、滤波器和量化器依次连接，形成l组独立的滤波信息处理链路，l组滤波信息处理链路输出端连接至融合单元；

传感器分别获取l个观测变量，l组滤波信息处理链路分别根据该链路中传感器测得的观测变量进行事件触发输出至滤波器，滤波器根据观测变量进行被控系统状态变量估计，量化器对被控系统状态变量进行量化进而得到l组状态变量量化估计值，融合单元对l组状态变量量化估计值进行融合得到被控系统的状态变量估计值。

2.根据权利要求1所述的一种基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统，其特征在于，所述的事件触发器具体规则为：当ψ(y_p(t),σ_p)＞0时，事件触发，ψ(y_p(t),σ_p)为第p个事件触发器是事件产生器函数，具体地：

其中，y_p(t)为t时刻的对应于事件触发器的第p个传感器测量到被控系统的观测变量，为事件触发时刻事件触发器输出的被控系统的观测变量，σ_p∈(0,1)为事件触发阈值参数，Φ_p＞0为事件触发权重矩阵；

事件触发时刻的下一次事件触发时刻为满足：

其中，表示时间集，inf表示集合的下确界。

3.根据权利要求1所述的一种基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统，其特征在于，第p个滤波信息处理链路中的滤波器为：

其中，为第p个滤波器在t时刻滤波处理得到的状态变量滤波器估计值矩阵，为第p个滤波器在(t+1)时刻滤波处理得到的状态变量滤波器估计值矩阵，为事件触发时刻事件触发器输出的被控系统的观测变量，F_p和K_p均为第p个滤波器的参数矩阵，为事件触发时刻的下一个事件触发时刻。

4.根据权利要求1所述的一种基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统，其特征在于，第p个滤波信息处理链路中的量化器为：

其中，为第p个量化器在t时刻量化处理得到的状态变量量化估计值矩阵，表示第p个量化器的量化函数，表示第p个滤波器在t时刻滤波处理得到的状态变量滤波器估计值矩阵，分别为矩阵中的n个元素，记作表示第p个滤波器在t时刻滤波处理得到的第i个状态变量滤波器估计值，表示第p个量化器中针对第i个状态变量的量化函数，i＝1,2……n，n为状态变量总个数。

5.根据权利要求4所述的一种基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统，其特征在于，第p个量化器中针对第i个状态变量的量化函数具体为：

δ_pi为第p个量化器中针对第i个状态变量的量化参数，且满足：

为第p个通信信道的通信容量最小值；

进而得到：

其中，为第p个量化器的量化参数矩阵，diag{…}表示对角矩阵，I为适维单位阵，为第p个滤波器在t时刻滤波处理得到的状态变量滤波器估计值矩阵，为第p个量化器在t时刻量化处理得到的状态变量量化估计值矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种基于对数量化的无线传感器网络滤波信息处理系统，其特征在于，所述的融合单元设置融合器，所述的融合器具体为：

其中，为融合得到被控系统的状态变量估计值矩阵，W_p为融合权重矩阵，l为量化器总个数，为第p个量化器在t时刻量化处理得到的状态变量量化估计值矩阵。