[发明专利]基于事件触发机制有状态饱和的时滞系统的鲁棒滤波方法

说明书

本发明提出了一种基于事件触发机制有状态饱和的时滞系统的鲁棒滤波方法，包括以下步骤：步骤1、对传感器网络建立系统模型和测量模型；步骤2、利用事件触发机制，选取合适的测量进入滤波器，得到滤波器实际接收到的测量值；步骤3、利用经过事件触发机制后获得的实际测量值构造滤波器；步骤4、利用随机分析技术和矩阵分析技术，得到滤波误差方差上界的递归形式；步骤5、设计滤波器增益，使每一次得到滤波误差方差的上界最小值。本发明使用事件触发机制，降低了传感器网络中传感器的能量损耗，同时使用随机分析技术和矩阵分析技术处理状态饱和、参数不确定、时滞以及事件触发产生误差带来的影响，减少资源浪费。

技术领域

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种基于事件触发机制有状态饱和的时滞系统的鲁棒滤波方法。

背景技术

近年来，随着传感器技术、信号处理技术和通信技术的飞速发展产生网络化控制系统，该系统空间分布的系统组件之间通过相互连接的传感器进行通信传递相关的信息。无线传感器网络由部署在监测领域内集成了信息感知、数据处理和无线通信等功能的大量微型传感器节点组成，节点之间通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络相互协作地实时监测数据、感知和采集分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并传达给需要这些信息的用户。无线传感器网络属于自组织网络不需要固定的基础网络设施，通常部署在人们难以接近或需要长期驻守的恶劣环中，例如，环境气候变化监测、城市交通监控、医疗监控、工厂自动化监测、存货监测等。

无线传感器网络节点数量多，分布区域广，部署环境复杂并长期处于无人操控的环境中，但目前使用的传感器均携带有限的能量，而使用更换电池的方式来补充传感器节点的能量难以实现；另一方面，能够从外界自动获取能量的传感器由于其成本较高而无法取代现有的传感器。

目前多数网络控制系统采用基于周期采样机制的控制模式，在选择采样周期时通常设置高采样频率，因为需要保证在最坏的情况下满足系统控制性能要求。然而，实际情况中很少出现最坏的情况，因此高采样频率引起的冗余采样信号将浪费有限的带宽资源，在无线传感器网络中，传感器节点的无线通信模块耗能较多，使用时间减少。

发明内容

为克服以上现有技术的不足，本发明提出一种基于事件触发机制有状态饱和的时滞系统的鲁棒滤波方法，包括以下步骤：

步骤1、对传感器网络建立系统模型和测量模型；

步骤2、利用事件触发机制，选取合适的测量进入滤波器，得到滤波器实际接收到的测量值；

步骤3、利用经过事件触发机制后获得的实际测量值构造滤波器；

步骤4、利用随机分析技术和矩阵分析技术，得到滤波误差方差上界的递归形式；

步骤5、设计滤波器增益，使每一次得到滤波误差方差的上界最小。

优选地，步骤1中建立系统模型和测量模型的过程包含假设网络控制模型、建立符号说明和参数选取；

建立系统模型和测量模型时使用一个包含有状态饱和、时滞和参数不确定的系统，如下所示：

y_k＝C_kx_k+v_k