CN115941802B 远程状态估计传感器调度方法、调度器及信息物理系统 （江南大学）

优化问题所得调度策略可以比求解原本优化问要及时估计结果的物理系统提供有效的传感器2根据所述线性时不变状态空间模型和所述信道传输模型建立状建立远程状态估计的优化目标函数，即在一个给定的时间窗内得终端时刻的估计误差协方差逆矩阵的期望在对数行列式意义并调整所述目标函数的函数结构和参数使其满足子模性，即设置过程噪声协方差Qi=对于满足子模性的优化目标函数，求解每一时刻在满足通信资源约束2.根据权利要求1所述的远程状态估计传感器感器对应的第i个物理系统构建线性时不变0。3.根据权利要求2所述的远程状态估计传感器调度方法，其特征在于，所述利用3假定调度策略为其中，γi,k＝1表示调度器在k时刻将物理系统i定义远端估计器在k时刻关于系统i的信息集包含截至k时刻所有收到的测量值以及测定义状态估计值为基于信息集对系统状态xi,k的期望值其对应的误差4线性时不变状态空间模型构建模块，用于为第i个传感器状态估计计算模块，用于根据所述线性时不变状态空间模型和所述优化目标构建模块，用于建立远程状态估计的优化并调整所述目标函数的函数结构和参数使其满足子模性，即设置过程噪声协方差Qi=i列满秩以及和C?RF'C,使得所述目标函调度策略获取模块，用于对于满足子模性的优化目5线通信将测量到的数据传输给远端估计器，远端估计器基于对系统本身结构和参数的了[0006]为第i个传感器对应的第i个物理系统构建线性时不变状态空间模型，其中，i∈6[0011]优选地，所述为第i个传感器对应的第i个物理系统构建线性时不变状态空间模[0014]其中，是第i个物理系统在k时刻的过程状态，表示n维的欧式空间，i0。[0019]定义远端估计器在k时刻关于系统i的信息集包含截至k时刻所有收到的测量值以[0021]定义状态估计值为基于信息集对系统状态xi,k的期望值其对应的[0022]设定当远端估计器收到第i个物理系统的测量值时，利用Kalman估计器进行状态[0023]设定当远端估计器未收到第i个物理系统的测量值时，采用单步预测进行状态估7度策略使得终端时刻的估计误差协方差逆矩阵的期望在对数行列式意义下[0036]s.t.llIxll1sd,v1SKST[0038]设置过程噪声协方差Qi＝0、观测矩阵Ci列满秩以及和AiAzsi约束的条件下使得当前时刻单步收益最大的调度策略，并将求解所得加入集合Γgreedy8通信资源约束的条件下使得当前时刻单步收[0049]本发明还提供了一种信息物理系统，包括上述的一种远程状态估计传感器调度[0064]所涉及到的物理系统互相之间状态独立。每个物理系统可以有不同的状态维度、[0065]其中，是第i个物理系统在k时刻的过程状态，表示n维的欧式空间，9i[0067]调度器决定当前k时刻哪些传感器可以通过无线信道传输测量值，每一时刻最多[0069]S103:根据所述线性时不变状态空间模型和所述信道传输模型建立状态估计方[0070]定义远端估计器在k时刻关于系统i的信息集包含截至k时刻所有收到的测量值以[0072]定义状态估计值为基于信息集对系统状态xi,k的期望值其对应的由过程矩阵Ai的非奇异性以及初始值Πi,0的正定性可知，上述Kalman估计器[0081]无线网络本身的通信资源受限和丢包情况都会导致远端估计器无法收到部分物[0084]S105:对于满足子模性的优化目标函数，求解每一时刻在满足通信资源约束的条[0087]选取终端时刻T的估计误差协方差作为估计性能衡量指标，将多系统远程状态估时刻的估计误差协方差逆矩阵的期望在对数行列式意义下加权值最大。对于该优化问题，当满足过程噪声协方差Qi＝0、观测矩阵Ci列满秩以及和AisAzsi的时候，优化目标函数f((Tr)zewBlogdetE[PH],即估计性能，具有非单调递减性以及子模性。序列函数是一种将序列映射至一个实数的函数，序列函数f(·)的非单调递减性表达为对于{ζl}[0094]原本的多系统远程状态估计传感器调度问题需要对时间区间T内的调度策略统一greedygreedygreedygreedy[0099]其中，{T表示原本在时间窗T内的多系统远程状态估计传感器调度问题的最优调度策略。可见所求Γgreedy能达到最优调度策略至少1-~63.2%6的性能。于包含5个物理系统的多系统调度问题，分别用本发明中所提出的基于子模结构的调度策度策略(OptimalScheduling)的性能指标，且远远优于最差调度策略(WorstScheduling)。对于不同物理系统数量的选择，如图3所示，本发明所提出的调度策略(GreedyScheduling)依然能得到接近最[0102]线性时不变状态空间模型构建模块100，用于为第i个传感器对应的第i个物理系[0104]状态估计计算模块300，用于根据所述线性时不变状态空间模型和所述信道传输足通信资源约束的条件下使得当前时刻单步收益[0107]本实施例的基于远程状态估计传感器调度器用于实现前述的远程状态估计传感现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定[0111]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或其他可编程设备上执行的指令提供用