[发明专利]一种复杂网络的保性能状态估计器的设计方法

摘要

本发明公开了一种复杂网络的保性能状态估计器的设计方法，属于复杂网络状态估计领域。针对现实网络在传输过程中存在数据丢包现象，以及网络中的部分状态通常难以测量的情形，设计了满足系统相关性能指标的状态估计器，实现对原网络的状态估计，并满足与实际应用相关的性能指标要求，从而降低控制成本，提高估计性能。

主权项

一种复杂网络的保性能状态估计器的设计方法，其特征在于：具体包含如下步骤，步骤一：建立由N个独立节点构成的离散时间输出耦合的复杂网络模型，其中，N取正整数，具体如下xi(k+1)=Aixi(k)+f(xi(k))+Σj=1NwijΓyj(k)zy(k)=Cixi(k)]]>其中，i为节点，其中，i＝1,2,3,...,N；xi(k+1)表示节点i具有n个状态，且xi(k)＝(xi1(k),xi2(k),...,xin(k))T∈Rn；yi(k)表示节点i的输出变量为，且yi(k)∈Rm；Ai是一个常矩阵，且Ai∈Rn×n；f(·)为非线性函数，f(·):Rn×Rn并且满足f(0)≡0；W为耦合矩阵，且W＝(wij)N×N，wii表示网络的拓扑结构，且满足若节点i和节点j，j≠i之间有连接，则wij＝1；否则wij＝0；Γ为网络的内部耦合矩阵，且Γ∈Rn×n；Ci表示网络输出矩阵，且Ci∈Rm·n；步骤二，构建状态估计器，具体如下：x^i(k+1)=Aix^i(k)+f(x^i(k))+Σj=1NwijΓy^j(k)+Ki(y‾i(k)-y^i(k))y^i(k)=Cix^i(k)]]>其中，表示估计节点xi(k)的状态，且ki表示待设计的状态估计器增益矩阵，且Ki∈Rn×m；步骤三，根据步骤一建立的复杂网络模型和步骤二构建的状态估计器，获取线性矩阵不等式φ1，具体如下：其中，π‾3=ATP‾2A-CTKTP‾2A-ATP‾2KC+ATP‾2(W⊗Γ)C-CTKTP‾2(W⊗Γ)+CT(W⊗Γ)TP‾2A-CT(W⊗Γ)TP‾2KC+CT(W⊗Γ)TP‾2(W⊗Γ)C-CTKTP‾2KC-CTKTRKC-P2+Q+αa2I]]>如果矩阵不等式φ1＜0中，K、α有可行解，则是此复杂网络的一个保性能控制律。步骤四，确保步骤三获取的矩阵不等式φ1＜0，则通过状态估计器完成原网络状态的估计。