Observadores distribuidos para omnisciencia estatal con ruidos de comunicación estocásticos
Autores: Chen, Kairui; Zhu, Zhangmou; Zeng, Xianxian; Wang, Junwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Observadores distribuidos para omnisciencia estatal con ruidos de comunicación estocásticos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Observadores distribuidos en red
Estimación de estado
Ruidos estocásticos
Ecuación algebraica de Riccati paramétrica
Teoría de estabilidad
Omnisciencia de estado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
El enfoque de este documento se centra en resolver el problema de estimación de estado para sistemas lineales continuos generales a través del uso de observadores distribuidos en red. Para reflejar mejor el entorno de comunicación, se consideran ruidos estocásticos cuando los observadores intercambian información. En los observadores en red, cada observador local mide solo una parte de la salida del sistema, y la estimación de estado no puede lograrse dentro de un único observador. Luego, todos los observadores se comunican a través de un gráfico preespecificado para completar la información en la salida restante del sistema. Al resolver una ecuación de Riccati algebraica paramétrica (ARE), se propone un método simple para calcular parámetros en los observadores. Además, utilizando la teoría de estabilidad de ecuaciones diferenciales estocásticas, se discute la omnisciencia de estado en sentido casi seguro y en sentido de media cuadrática para los casos de ruidos dependientes del estado y ruidos no dependientes del estado, respectivamente. Se muestra que, para sistemas lineales observables, los observadores resultantes trabajan en modo coordinado para alcanzar la omnisciencia de estado bajo el grafo conectado. Se proporcionan ejemplos ilustrativos para mostrar la efectividad de los observadores distribuidos.
Descripción
El enfoque de este documento se centra en resolver el problema de estimación de estado para sistemas lineales continuos generales a través del uso de observadores distribuidos en red. Para reflejar mejor el entorno de comunicación, se consideran ruidos estocásticos cuando los observadores intercambian información. En los observadores en red, cada observador local mide solo una parte de la salida del sistema, y la estimación de estado no puede lograrse dentro de un único observador. Luego, todos los observadores se comunican a través de un gráfico preespecificado para completar la información en la salida restante del sistema. Al resolver una ecuación de Riccati algebraica paramétrica (ARE), se propone un método simple para calcular parámetros en los observadores. Además, utilizando la teoría de estabilidad de ecuaciones diferenciales estocásticas, se discute la omnisciencia de estado en sentido casi seguro y en sentido de media cuadrática para los casos de ruidos dependientes del estado y ruidos no dependientes del estado, respectivamente. Se muestra que, para sistemas lineales observables, los observadores resultantes trabajan en modo coordinado para alcanzar la omnisciencia de estado bajo el grafo conectado. Se proporcionan ejemplos ilustrativos para mostrar la efectividad de los observadores distribuidos.