[發(fā)明專利]一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811300132.0
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109410361A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)懷成;孫家玉;張皓;李郅辰
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G07C5/00
• 分類號: G07C5/00;G07C5/08;H04L12/707;H04L12/801
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計系統(tǒng)，用以進(jìn)行1/4車輛模型汽車狀態(tài)估計，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

傳感器采樣單元：包括內(nèi)嵌在汽車懸架系統(tǒng)上用以采集汽車懸架系統(tǒng)狀態(tài)信息的車載傳感器；

事件觸發(fā)單元：包括事件觸發(fā)檢測器，用以基于周期事件觸發(fā)機(jī)制接收來自車載傳感器的測量數(shù)據(jù)，并決定事件觸發(fā)檢測器的事件發(fā)生時刻；

量化器量化單元：包括與事件觸發(fā)檢測器連接且相互并聯(lián)的多條通信鏈路，每條通信鏈路上均設(shè)有一個對數(shù)量化器，對數(shù)量化器接收事件觸發(fā)檢測器觸發(fā)時刻的測量值，并根據(jù)各個對數(shù)量化器的量化規(guī)則對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；

估計器網(wǎng)絡(luò)單元：包括分別與每條通信鏈路上的對數(shù)量化器連接的估計器，各估計器通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計系統(tǒng)，其特征在于，該估計系統(tǒng)的構(gòu)建方法包括以下步驟：

1)建立1/4車模型汽車的離散化模型，其表達(dá)式為：

x(k+1)＝Ax(k)+Bv(k)

其中，x(k)為k時刻汽車懸架系統(tǒng)狀態(tài)變量，x(k+1)為k+1時刻汽車懸架系統(tǒng)狀態(tài)變量，v(k)為當(dāng)前時刻的路面噪聲，A和B分別為系統(tǒng)常矩陣；

2)建立車載傳感器采樣模型，其表達(dá)式為：

y(k)＝Cx(k)+Dω(k)

其中，y(k)為k時刻車載傳感器的輸出信息，ω(k)表示k時刻車載傳感器的采樣噪聲，C、D是適合維度的系統(tǒng)常矩陣；

3)確定事件觸發(fā)器的觸發(fā)條件，具體為：

f(k)^TΩf(k)≤σy(k)^TΩy(k)

f(k)＝y(tǒng)(t_k)-y(k)

其中，y(t_k)為下一時刻t_k事件觸發(fā)器的輸出，σ為閾值參數(shù)，且σ∈(0，1)，Ω為加權(quán)矩陣，且

4)建立對數(shù)量化器的模型，具體為：

對數(shù)量化器的量化輸出為：

其中，i表示通信鏈路，且N為通信鏈路總數(shù)，上標(biāo)j表示維數(shù)，δ^j為已知j維常量，υ_j為y(t_k)的第j維的數(shù)值，0＜ρ_i^j＜1為通信鏈路的量化密度；

對于量化輸出考慮服從伯努利過程的丟包現(xiàn)象，則輸入到估計器的輸入信號為：

其中，為維度為r分布在{0,1}上且數(shù)學(xué)期望已知的伯努利分布序列；

5)建立估計器模型：

其中，為估計器的狀態(tài)，為估計器的輸出，K_A(i)，K_B(i)，K_C(i)分別為估計器增益，且

6)設(shè)獲取整個系統(tǒng)的估計誤差模型，則有：

其中，為估計誤差，η(k)、η(k+1)為增廣系統(tǒng)矩陣，x(k)為k時刻汽車懸架系統(tǒng)狀態(tài)變量，為第i條通信鏈路上的估計器的狀態(tài)，A_i、A_t,i、M_i、M_t,i、B_i、B_t,i、θ_t,i(k)是常數(shù)矩陣，w(k)是系統(tǒng)外部干擾，r為系統(tǒng)輸出量的維數(shù)，L、Δ_i(k)、A、B、D為已知的系統(tǒng)常數(shù)矩陣，為伯努利分布序列的數(shù)學(xué)期望，Φ_t為已知的常數(shù)矩陣。

7)對估計誤差模型采用李雅普諾夫穩(wěn)定性分析方法設(shè)計具有H∞穩(wěn)定性的狀態(tài)估計器網(wǎng)絡(luò)的約束條件矩陣；

8)根據(jù)約束條件矩陣和給定的周期事件觸發(fā)閾值參數(shù)σ分別計算估計器網(wǎng)絡(luò)單元中各估計器增益K_A(i)、K_B(i)和K_C(i)。