IGPS基站網絡時鐘同步及複雜網絡同步(簡體書)
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作者簡介
Letters》《AsianResearchJournalofMathematics》《JournalofControlandDecision》《電力自動化設備》《控制工程》《系統仿真學報》《電力系統及其自動化學報》《可再生能源》等國際國內期刊特約審稿人。近三年來在國際、國內刊物及國際學術會議上發表論文20餘篇,獲發明專利3項,並多次參加國內外學術會議的組織工作。
序
本書第1章是相關背景和基礎知識的介紹,包括時鐘同步研究概況以及複雜網絡同步研究概況等。
第2章主要介紹本書中涉及的一些基本概念和主要引理,包括常用記號和特殊矩陣、圖的基本概念和圖的Laplacian矩陣。
第3章針對IGPS的組成結構以及定位原理進行了描述, 並詳細分析了系統的定位精確度。其中主要分析了IGPS乘性誤差因素最小邊界值,並通過仿真實驗, 總結出IGPS基站佈局和信號接收機高度對定位精度的影響以及此套IGPS的定位性能。
第4章針對IGPS基站網絡時鐘同步問題提出了兩種時鐘同步的算法。一種是自適應離散卡爾曼濾波方法, 該方法利用測量新息信息和狀態修正序列在估計窗內分段靜止的特性,
克服了傳統卡爾曼濾波過程過分依賴於數學模型和統計模型正確性的問題。使用這種方法可以在線實時修正和轉換IGPS基站間的時鐘相位偏差和時鐘偏移,找出最佳時鐘適應曲線, 並估計過程噪聲和測量噪聲的協方差矩陣。另一種是借助多智能體一致性理論思想的快速平均同步算法(FASA)來實現處於複雜網絡中時鐘節點之間具有通信延遲的同步。首先詳細闡述了實現FASA 的過程, 並從數學角度分析了此算法的收斂性,通過魯棒最優設計的方法來證明FASA 的收斂速率。通過與其他時鐘同步算法比較後, 得出FASA 在時間上達到了快速一致, FASA 已成功應用到具有延遲結構的IGPS基站網絡中, 同步時間可達到納秒級別, 數值仿真和實驗結果說明了FASA 的正確性和有效性。
第5章針對一類具有時滯節點和耦合延遲結構的網絡同步問題,
將自適應同步方法應用到該網絡中, 設計了自適應控制器。利用Lyapunov穩定性理論證明複雜網絡節點狀態局部或全域地漸近同步在網絡中獨立的節點狀態,並在由M-G系統組成的環狀網絡上證明了該自適應控制器的有效性。針對智能體慣性節點是二階系統且具有時變通信延遲和切換通信拓撲結構的網絡,研究了其指數同步問題。採用分解變化技術將網絡中每個節點的慣性作用合成到控制器的設計中, 對具有任意切換通信拓撲、拓撲圖為平衡圖且考慮通信延遲的分布式智能體慣性節點組成的網絡, 給出了實現指數二階同步控制的充分條件。
本書在系統介紹理論和方法的同時, 也結合了IGPS基站時鐘同步網絡的應用案例, 可供從事相關工作的高校師生、研究人員或相關部門工程師參考。
目次
第1 章緒論
1.1引言
1.2時鐘同步研究概況
1.2.1時鐘同步國外研究概況
1.2.2時鐘同步國內研究概況
1.2.3時鐘同步算法研究概況
1.3複雜網絡同步研究概況
1.4時鐘同步以及網絡同步問題研究的難點
1.5本書的結構安排
第2 章基本概念和主要引理
2.1常用記號和特殊矩陣
2.2圖記的基本概念
2.3圖的Laplacian矩陣
2.4主要引理
第3 章IGPS 定位精確度研究
3.1引言
3.2IGPS 組成結構及其定位原理
3.2.1IGPS 組成結構
3.2.2IGPS 定位原理
3.3IGPS 定位精確度研究
3.3.1IGPS 乘性誤差GDOP最小邊界
3.3.2IGPS 加性誤差因素
3.4仿真實驗
3.5本章小結
第4 章IGPS基站網絡的時鐘同步
4. 1引言
4. 2IGPS基站時鐘模型建立
4. 3一種新的自適應離散卡爾曼濾波時鐘同步方法
4. 3. 1IGPS基站網絡時鐘同步分析
4. 3. 2一種新的自適應離散卡爾曼濾波時鐘同步方法
4. 3. 3實驗和仿真
4. 4一種時鐘快速平均同步算法(FASA)
4. 4. 1問題描述和數學預備知識
4. 4. 2一種快速平均同步算法(FASA)
4. 4. 3FASA 收斂性分析
4. 4. 4FASA 收斂速度分析
4. 4. 5仿真與實驗
4. 5本章小結
第5 章一些不同類型節點的網絡同步問題
5. 1引言
5. 2自適應同步分析與控制器設計
5. 2. 1含時滯節點和耦合延遲網絡模型描述
5. 2. 2含時滯節點和耦合延遲網絡的局部同步結果
5. 2. 3含時滯節點和耦合延遲網絡的全域同步結果
5. 2. 4數值仿真
5. 3含二階節點的帶通信延遲和切換拓撲結構的複雜網絡指數同步研究
5. 3. 1數學模型及其網絡同步問題
5. 3. 2二階智能體慣性節點的分解變換
5. 3. 3含二階節點的任意切換拓撲結構的時滯複雜網絡同步
5. 3. 4仿真研究
5. 4本章小結
第6 章總結與展望
6. 1本書創新點
6. 2未來研究展望
參考文獻
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