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《浙江大学》 2003年
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控制系统中的信息描述与方法

章辉  
【摘要】: 控制系统研究的信息观点和方法已越来越受到控制领域的重视。然而目前大多数成果只是采用信息测度函数作为系统性能的分析和设计目标函数,结合相应的优化等手段进行研究,而确实将控制系统置于信息论(信息传输)的框架中考虑的却相对较少。 论文以有别于传统控制理论的独特视角——信息的观点研究控制系统,采用Shannon信息论中的熵、互信息、Kullback-Leibler信息及相应的信息率分别考察了控制系统在时域和频域中信息和不确定性的传输和变化,讨论了状态估计、模型化、H_∞控制及控制系统性能极限和设计约束等领域的相关问题。具体来说主要进行了以下几个方面的研究。 时域: 1)通过分析系统状态估计中先验和后验信息变化讨论了随机系统的可估计性问题,给出在最小最大熵估计意义下一般系统的可估计性定义,并揭示出线性高斯系统的可估计性与相应确定性系统的可观测性之间存在互为充分必要条件的关系。进一步,将相应的结论应用到系统辨识问题上,给出可辨识性定义和具有实用价值的可辨识性判定定理。 2)分析了随机系统状态空间模型中的信息和条件信息描述机制,以Shannon熵为手段描述线性系统模型降阶过程中的信息和条件信息损失,以Kullback-Leibler信息作为衡量降阶模型状态向量各分量之间统计独立性的测度,针对稳定和不稳定系统研究基于状态集聚的模型降阶问题:分别运用最小信息损失准则和最大独立性原则,得出几种状态集聚的信息论方法,并讨论降阶模型的性质、阶次的确定、系统噪声分布特性等问题。 频域: 3)分析了几类系统中的信息和不确定性传输,考察了系统中有关变量的熵率、互信息率和Kullback-Leibler信息率之间的关系,以及信息率与系统H_∞熵的关系。讨 浙江大学博士学位论文 论系统H。嫡的信息论涵义,寻求基于概率描述的信息论方法与以系统鲁棒性为设计 目标的H。控制方法之间的联系,并以信息论的视角考察参数随机摄动不确定系统的 控制性能,为以信息论的手段分析和设计控制系统探索了新的途径。 4)从信息论的角度考察控制系统性能的内在局限。结合Bode积分、信息率和H。 嫡的关系,阐述了几类受随机干扰线性控制系统的性能极限。针对有噪声干扰的跟踪 系统,提出两个以有效跟踪为目的的“基本信息条件”,阐述跟踪控制系统内在的设 计约束。 5)将Ashby提出的变异度的概念由信号推广到系统,给出了系统的变异度定义, 进一步阐述了控制系统的变异度定律:针对调节系统,提出了“广义变异度守恒定律”, 对前人的结论进行了修正;针对跟踪系统,提出了基于基本信息条件的“变异度必备 定律”。我们的研究体现了信息传输和传统控制理论的结合,弥补了信息论方法的一 些不足。 尽管控制和信息领域有着不同的研究基础,但是研究工作和得出的结论使我们 相信,用信息的观点和方法考察控制系统能使我们对控制问题有独特的理解,获得新 的成果。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP273

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【引证文献】
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1 姜立强;郭铮;何鸣;;一种近似广义奇异摄动模型降阶算法[J];弹箭与制导学报;2008年01期
2 沈英;章辉;;通讯约束下的线性系统状态降维与估计[J];控制理论与应用;2012年04期
3 王丽娟;章辉;;通讯访问约束下的线性系统参数可辨识性[J];浙江大学学报(工学版);2011年12期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 苏日建;信息测量系统及其若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
2 黎善斌;网络控制系统的鲁棒控制算法研究[D];浙江大学;2005年
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1 王丽娟;通信访问约束随机系统的可估计性和可辨识性研究[D];浙江大学;2011年
2 沈英;通讯约束下量化估计系统的设计与分析[D];浙江大学;2012年
3 曹清;信息论方法在动态系统模型降价中的应用[D];浙江大学;2006年
4 付金宝;基于交叉格莱姆矩阵的最小信息损失模型降阶方法[D];浙江大学;2008年
5 孙洪涛;基于变采样周期的网络化系统控制与调度的协同设计[D];兰州理工大学;2013年
【参考文献】
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1 李志华;最大熵谱估计在建立数学模型中的应用[J];大连海运学院学报;1989年03期
2 王宏禹,连兵;信息熵通过系统变化规律的研究[J];大连理工大学学报;1995年04期
3 田玉楚,徐功仁;随机系统的最小熵控制[J];华东化工学院学报;1989年05期
4 章辉,孙优贤;线性时不变控制系统中的熵率和H_∞熵[J];控制理论与应用;2003年04期
5 章辉,孙优贤;随机系统的可估计性──信息理论方法[J];控制理论与应用;1996年05期
6 田玉楚;吕勇哉;;离散最小误差熵估计的原理及求解[J];控制与决策;1992年05期
7 章辉,孙优贤;线性时不变控制系统中的互信息率和解析约束[J];控制与决策;2003年05期
8 章辉,孙优贤;随机自适应控制的信息论方法[J];控制与决策;1995年06期
9 陈雪波,Stankovic′SS;离散随机系统的包含原理[J];自动化学报;1997年01期
【共引文献】
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1 朱位秋;蔡国强;;NONLINEAR STOCHASTIC DYNAMICS: A SURVEY OF RECENT DEVELOPMENTS[J];Acta Mechanica Sinica;2002年06期
2 李小华,王成玖,陈雪波;采用少量观测信息的互联电力系统分散控制设计[J];鞍山钢铁学院学报;1997年03期
3 陈雪波,王成玖;一类互联系统分散鲁棒控制存在的LMI条件[J];鞍山钢铁学院学报;1997年05期
4 付红,陈雪波,李小华;基于包含原理的关联系统的重叠结构分解与控制[J];鞍山钢铁学院学报;1997年06期
5 陈雪波;对偶系统的对偶包含问题[J];鞍山钢铁学院学报;2000年01期
6 姜静,陈雪波;距离偏差控制系统的分散次优控制[J];鞍山钢铁学院学报;2000年01期
7 陈雪波,刘佳璐;反馈控制器的降阶问题[J];鞍山钢铁学院学报;2000年04期
8 陈雪波,王熠玢;汽车组队距离与速度偏差系统的仿真研究[J];鞍山钢铁学院学报;2001年01期
9 陈明,陈雪波;两区域重叠互联电力系统分散LQ最优控制方法的改进[J];鞍山科技大学学报;2004年04期
10 王茜;陈雪波;;群体系统稳定性的研究现状及线性时变系统的稳定性判定方法[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
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1 陈正作;刘蕾;;基于内力法理论的拱坝动力计算[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 郝卫东;杨扬;;一类企业级信息系统的关键业务过程的网格服务封装[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;Robust H_∞ Control of Uncertain Stochastic Nonlinear Systems Driven by Noise of Unknown Covariance[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 高亚辉;杨刚;臧军;;航空发动机液压执行机构模型时域辨识方法研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
6 郑应平;;钱学森与控制论[A];钱学森科学贡献暨学术思想研讨会论文集[C];2001年
7 董志勇;邹晓喜;贾庆波;;模块化维修资源优化调度模型研究[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
8 陈雪波;王成玖;陈祖清;;Kalman滤波的包含与收缩条件[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
9 陈雪波;王成玖;陈祖清;;一类关联大系统的重叠结构分解与分散控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
10 李小华;王成玖;陈雪波;;采用少量观测信息的互联电力系统分散控制设计[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
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1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 邱楷;我国地方大学科技创新团队激励机制研究[D];华中科技大学;2011年
4 徐文科;基于微分方程的生态数学模型统计分析[D];东北林业大学;2009年
5 衷路生;状态空间模型辨识方法研究[D];中南大学;2011年
6 陈爱武;小型车载稳定平台控制方法研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 韦笃取;永磁同步电动机控制系统混沌行为分析及抑制和镇定[D];华南理工大学;2011年
8 李亚军;不确定It(?)随机系统的鲁棒稳定性、镇定及其应用[D];华南理工大学;2011年
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10 陈小庆;高超声速滑翔飞行器机动技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
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1 李红涛;智能预测控制算法在倒立摆中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
2 朱泽磊;单元机组协调控制系统建模与优化及其对电网稳定性的影响[D];中国电力科学研究院;2010年
3 何海娟;基于改进多目标粒子群算法的鲁棒控制方法研究[D];华东理工大学;2011年
4 韩志萍;基于Parzen窗估计与Renyi's熵的动态随机系统输出分布控制研究[D];昆明理工大学;2009年
5 王丽娟;通信访问约束随机系统的可估计性和可辨识性研究[D];浙江大学;2011年
6 相远飞;双足仿人机器人步态规划与平衡控制[D];浙江大学;2011年
7 吴祥;几类线性系统的稳定性分析与鲁棒镇定[D];江南大学;2010年
8 蔡宁;水泥熟料烧成系统优化控制研究[D];浙江大学;2011年
9 陈良;周期性干扰的控制与补偿[D];东华大学;2011年
10 陶长远;基于虚拟样机倒立摆的控制系统研究[D];西安电子科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 陶本藻;;关于测量不确定度评定与表示[J];测绘标准化;2001年03期
2 何坚强;张焕春;经亚枝;;具有数据包丢失的NCS反馈调度研究[J];电子科技大学学报;2006年05期
3 童玲;陈光(衤禹);;测量数据处理中的Bayes理论与最大熵方法[J];电子科技大学学报;2007年01期
4 童玲;陈光(衤禹);吕文;;测量数据的信息熵与测量误差熵研究[J];电子科技大学学报;2007年05期
5 程亮;童玲;;最大熵原理在测量数据处理中的应用[J];电子测量与仪器学报;2009年01期
6 石光明;刘丹华;高大化;刘哲;林杰;王良君;;压缩感知理论及其研究进展[J];电子学报;2009年05期
7 董信光,董清平,史月涛,王伟;基于信息论的误差分析及在锅炉性能测试中的实践[J];华东电力;2005年02期
8 孔力;程晶晶;宋胜利;苏日建;;基于改进粒子群优化技术的拜耳法物料平衡计算[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年01期
9 何坚强,张焕春,经亚枝;网络控制系统中采样周期的优化选取方法[J];吉林大学学报(工学版);2004年03期
10 董劲男;秦贵和;张晋东;崔玥;;基于多项式预测滤波理论的实时信号传输[J];吉林大学学报(工学版);2008年04期
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1 章辉;孙优贤;;单变量线性时不变控制系统中的信息率[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
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1 王艳;网络控制系统的控制与调度研究[D];南京理工大学;2006年
2 严怀成;网络控制系统的分析与综合[D];华中科技大学;2007年
3 马卫国;具有时延和丢包的鲁棒网络控制系统研究[D];大连理工大学;2008年
4 王后能;控制系统的性能优化分析与设计限制研究[D];华中科技大学;2009年
5 姜翀;网络控制系统的建模、分析与控制[D];东北大学 ;2010年
6 丁李;网络系统的性能分析与控制研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王伦;内外分解和谱分解问题的解析计算及其MATLAB仿真[D];上海交通大学;2007年
2 张索;基于最小信息损失方法的降阶LQG控制器设计[D];浙江大学;2010年
3 武腾腾;量化反馈控制策略的研究[D];山东大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邱丽;胥布工;黎善斌;;具有数据包丢失及转移概率部分未知的网络控制系统H_∞控制[J];控制理论与应用;2011年08期
2 王景;李爱军;亢锐;;弹性飞机模型降阶软件设计[J];测控技术;2012年08期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱丽;基于Markov跳变理论的网络控制系统研究[D];华南理工大学;2011年
2 张文安;网络化控制系统的时延与丢包问题研究[D];浙江工业大学;2010年
3 夏锋;资源受限实时控制系统反馈调度[D];浙江大学;2006年
4 刘云霞;基于解析模型的网络控制系统故障检测[D];山东大学;2007年
5 李祖欣;网络控制系统的智能调度及其优化[D];浙江工业大学;2008年
6 黄鹤;几种网络控制系统的故障检测与容错控制研究[D];南京理工大学;2009年
7 黎煊;网络控制系统的故障检测与容错控制[D];南京理工大学;2009年
8 潘卫华;网络控制系统调度与控制协同设计的研究[D];华北电力大学(河北);2010年
9 沈青;实时控制系统协同设计方法及应用研究[D];中南大学;2009年
10 马双宝;基于熵的信息测量系统建模方法研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘均均;模糊预测控制在网络化AGC系统中的应用[D];华北电力大学(北京);2011年
2 吴玉书;具有随机长时延的网络控制系统分析与设计[D];浙江工业大学;2010年
3 黄玲;具有多包传输的网络控制系统的分析与综合[D];哈尔滨理工大学;2011年
4 师洋;具有数据包丢失与错序的网络控制系统的建模与控制[D];东北大学;2009年
5 沈英;通讯约束下量化估计系统的设计与分析[D];浙江大学;2012年
6 付丽;基于Internet的无刷直流电机控制系统研究[D];西北工业大学;2006年
7 曾远立;基于Internet网络诱导滞后的扳手劲竞赛控制系统研究[D];广东工业大学;2008年
8 王能富;基于互联网远程控制时延问题的分析与研究[D];广东工业大学;2008年
9 郝金花;网络化自动发电控制系统研究[D];华北电力大学(北京);2008年
10 陈富;时延网络控制系统的鲁棒控制研究[D];东北大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 章辉,孙优贤;随机自适应控制的信息论方法[J];控制与决策;1995年06期
2 张学文;物理场的熵及其自发减小现象[J];自然杂志;1986年11期
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1 包承鄂;;第二讲 仪表选型原则和控制系统信号联锁系统的设计(下)[J];化工自动化及仪表;1981年12期
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3 罗绍基;;连续酸洗线带钢对中控制系统的实验研究[J];自动化仪表;1985年02期
4 伍振忠,孙和祥;略论全国文献资源等级结构控制系统[J];图书馆界;1987年04期
5 杨志忠;;微机变温控制系统在墙体热工性能测试中的应用[J];科技通报;1987年05期
6 王远隆;;控制系统用数据采集系统[J];计算机仿真;1987年02期
7 谢向晖;;巨型机和大型机维护控制系统的一种设计方法[J];计算机研究与发展;1990年10期
8 李从信,周立佩,杨克远;集散式控制系统实时性与可靠性的研究[J];大庆石油学院学报;1991年03期
9 王素云;;M84A—002在装袋称重中的应用[J];化工自动化及仪表;1991年01期
10 刘英杰;任眷西;;一种微机配料混合自动控制系统[J];自动化学报;1991年04期
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1 蒋良健;;攀钢冷轧1号镀锌线光整机控制系统[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
2 武海平;;连续式酸洗机组自动控制系统浅析[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
3 杜美明;;PLC控制系统中急停的应用[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年
4 梁庚;白焰;;基于FF现场总线技术的链条锅炉自动控制系统[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
5 田利锋;张桂芸;付仙宝;;SIMADYN D在邯钢连轧厂换辊系统中的应用[A];2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集[C];2011年
6 周方艮;;梅山高炉富氧鼓风控制系统简析[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
7 郭晓阳;段振刚;廉小亲;张勇;;基于施耐德PLC的机场负压隔离检疫室自动控制系统[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
8 郝广春;李锦龙;刘岩;左卫剑;;DCS控制系统信号干扰的分析及处理[A];2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(下)[C];2009年
9 闻新;刘志言;胡恒章;周露;;传感器故障检测的阈值选取原则[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
10 陈伦铭;;状态变换新结果[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
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1 刘璇;国家电网公司多项措施控制系统工资增长[N];中国审计报;2006年
2 刘航 摘译;新型冷却控制系统“助力”多相钢生产[N];中国冶金报;2006年
3 唐黎明;陶瓷电加热元件控制系统[N];电子报;2007年
4 顾学松潘剑凯;“冗余”技术让中控游刃有余[N];光明日报;2007年
5 ;体育场馆投光灯与控制系统 STADIUM FLOODLIGHT[N];中华建筑报;2007年
6 宏杰;国产控制系统用于千万吨级炼油装置[N];中国石化报;2009年
7 本报通讯员 王鹏 杨春芳 本报记者 谭国伦;汽车装备领域创新的探索者王志俭[N];廊坊日报;2006年
8 午言;德维森TCS控制系统通过专家评审[N];中国石化报;2000年
9 友师;空客公司研究重量转移控制系统[N];中国航空报;2009年
10 陈冀渝;施釉装置的釉定量供给控制系统[N];广东建设报;2007年
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1 倪有源;汽车用爪极发电机的分析与研究[D];合肥工业大学;2006年
2 甘永;水下机器人运动控制系统体系结构的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 徐惠宇;微细电解加工系统及其相关工艺的研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 张生芳;复杂曲面天线罩电厚度精密测量技术研究[D];大连理工大学;2008年
5 刘冲;核电站反应堆棒控棒位控制系统数字化软硬件设计及其可靠性研究[D];南华大学;2010年
6 曹晰;开放型嵌入式旋转机械自动平衡控制系统的研究[D];北京化工大学;2009年
7 管志敏;自抗扰控制技术在大型火电机组控制系统中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2010年
8 吕海艇;TTX直线加速器数字化高频低电平控制系统研究[D];清华大学;2013年
9 郭立东;舰载激光武器稳定平台控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 曹桂均;编组站综合自动化系统控制技术及其扩展应用的研究[D];中国铁道科学研究院;2013年
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1 刘萍先;控制系统网络虚拟实验室研究、设计与实现[D];浙江工业大学;2004年
2 李占凯;计算机监控技术在纸机传动控制系统中的应用[D];河北工业大学;2004年
3 冯兴强;光电经纬仪的快速捕获与稳定跟踪控制系统[D];电子科技大学;2004年
4 龙浔;高速线材活套控制系统的研究及应用[D];东北大学;2005年
5 郑杰;基于DSP的嵌入式工业以太网控制技术的研究[D];合肥工业大学;2006年
6 宋孙浩;基于视觉的AGV控制系统的研究[D];昆明理工大学;2006年
7 史孝文;基于DSP的直流伺服电机控制系统研究开发[D];昆明理工大学;2005年
8 白雪峰;掩护式支架姿态监测与控制的研究[D];太原理工大学;2006年
9 谭丞;柴油机非线性模型的研究[D];辽宁工学院;2007年
10 刘雷;基于英飞凌XC167CI单片机的永磁无刷直流电动机控制系统的研制[D];北京交通大学;2007年
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