带数据丢包和传感器饱和的网络化系统H∞滤波的任务书.docx

带数据丢包和传感器饱和的网络化系统H∞滤波的任务书
任务书
题目：带数据丢包和传感器饱和的网络化系统H∞滤波
研究背景与意义：
随着计算机网络技术、数据通信技术和传感器技术不断的发展，网络化系统的应用也越来越广泛。例如，基于无线传感网络的智能家居系统、智能化物流和生产车间等等。但是，在这些系统中常常会遇到数据丢包和传感器饱和等问题，这会极大地影响系统的稳定性和可靠性。因此，如何在带有数据丢包和传感器饱和的网络化系统中进行滤波处理，是一个有益且具有挑战性的研究问题。加之，通过使用H∞滤波算法，可以获得更好的系统鲁棒性和相应的鲁棒稳定性，因此，开展该研究在理论和实践方面都具有深远的意义。
研究内容：
1.通过文献综述、参考实验数据和相关技术文档等资料的学习，梳理典型的数据丢包和传感器饱和产生的原因和机制，总结其对网络化系统的影响，并描述其数学模型；
2.了解H∞滤波算法的基本原理、数学模型和适用范围，以及其与其他滤波算法的比较和优势；
3.基于上述理论知识，设计网络化系统H∞滤波算法的理论模型，针对数据丢包和传感器饱和问题进行滤波处理，提高系统的稳定性和可靠性；
4.在Matlab软件平台上，通过仿真实验验证所设计的网络化系统H∞滤波算法的有效性和可行性，分析系统在数据丢包和传感器饱和等情况下的滤波性能；
5.结合实验仿真结果，对网络化系统H∞滤波算法进行优化和完善，提高算法在实际应用中的适用性和可拓展性。
预期成果：
1.深入掌握网络化系统中数据丢包和传感器饱和的形成原理和机制，建立相应的数学模型，并对网络化系统鲁棒性产生的影响进行分析；
2.理解H∞滤波算法的原理、模型和优点，并进行理论研究，设计出网络化系统H∞滤波算法的理论模型，并进行仿真实验验证；
3.基于仿真实验结果，对所设计的网络化系统H∞滤波算法进行优化和完善，提高算法在实际应用中的可靠性和可行性；
4.编写研究论文一篇，并能够熟练运用Matlab软件进行相关的实验仿真和数据处理。
研究方案：
1.文献综述与资料查阅：通过查阅相关技术文献和实验数据，了解网络化系统中数据丢包和传感器饱和问题的原理和机制，并建立其数学模型；
2.理论研究：了解H∞滤波算法的原理、数学模型、应用领域和优势，并设计网络化系统H∞滤波算法的理论模型；
3.仿真实验：在Matlab软件平台上，设计网络化系统H∞滤波算法的仿真实验系统，分析系统在数据丢包和传感器饱和等情况下的滤波性能，并对所设计的算法进行优化和完善；
4.数据处理和结果分析：对仿真实验得到的数据进行分析和处理，得出相应的结果并进行相关数据统计和图像处理；
5.论文撰写和答辩：根据研究成果，撰写研究论文一篇，并参加答辩。
参考文献：
1.JGao,GWang.H∞filteringfordiscrete-timenetworkednonlinearsystemswithpacketloss[J].Automatica,2007,43(2),371-381.
2.MHe,DHZhou.Filteringfornetworkedsystemswithmultiplestochasticcommunicationdelaysandpacketdropouts[J].IEEETransactionsonAutomaticControl,2013,58(2),496-501.
3.LQZhang,WWang.H∞filteringfornetworkedcontrolsystemswithmultiplepacketdropoutsandMarkovianswitchingtopologies[J].IETControlTheory&Applications,2011,5(16),1853-1863.
4.杜强,储沈.H∞滤波理论及应用研究[J].自动化学报,2011,37(5),503-514.
5.徐少清,王鹏,侯韶红.网络化控制系统的H∞滤波器设计[J].兰州交通大学学报,2010,29(1),89-92.