近期，自動(dòng)化工程學(xué)院青年教師王立成副教授關(guān)于比特率受限情形下網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方面的兩項(xiàng)研究工作均在國(guó)際控制領(lǐng)域頂級(jí)期刊IEEE Transactions on Automatic Control（中科院一區(qū)TOP）發(fā)表和錄用，論文第一作者為王立成副教授，合作單位包括上海理工大學(xué)、英國(guó)布魯奈爾大學(xué)等。

         數(shù)據(jù)編解碼技術(shù)的發(fā)展有力地推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)NS）在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。NS 的狀態(tài)估計(jì)是其獲得廣泛應(yīng)用的重要理論前提，成為目前備受關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題。然而，NS 的有限網(wǎng)絡(luò)資源和潛在數(shù)據(jù)通信安全風(fēng)險(xiǎn)使得直接應(yīng)用傳統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)理論難以獲得滿(mǎn)意的估計(jì)效果，迫切需要提出適用于NS 的有效估計(jì)方法。

       論文“Recursive Filtering for Discrete-Time Stochastic Complex Networks Under Bit-Rate Constraints: A Locally Minimum Variance Approach”（DOI: 10.1109/TAC.2023.3349102）研究了一類(lèi)離散時(shí)間隨機(jī)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的遞歸濾波問(wèn)題，具體成果圍繞以下幾點(diǎn)：一是借助均勻量化方法，提出了一種改進(jìn)的編碼-解碼機(jī)制，在一定的比特率約束條件下可以確保解碼誤差隨機(jī)有界；二是基于解碼后的測(cè)量輸出，進(jìn)一步建立了保證濾波誤差方差在每個(gè)采樣時(shí)刻受優(yōu)化上界約束的充分條件；三是從理論上分析了濾波誤差方差與通信信道比特率之間的關(guān)系，并證明了濾波誤差方差隨比特率變化的單調(diào)性。

      論文“Unscented Kalman Filtering Over Full-Duplex Relay Networks Under Binary Encoding Schemes”（DOI: 10.1109/TAC.2024.3521281）提出了一種基于全雙工中繼網(wǎng)絡(luò)的修正型無(wú)跡卡爾曼濾波器，具體成果圍繞以下幾點(diǎn)：一是考慮了一個(gè)更為全面的系統(tǒng)模型，包括一般非線(xiàn)性、高斯噪聲、全雙工中繼、二進(jìn)制編碼方案以及隨機(jī)比特翻轉(zhuǎn)等因素；二是設(shè)計(jì)了一種能夠反映解碼誤差、比特翻轉(zhuǎn)及全雙工中繼對(duì)濾波性能影響的修正型無(wú)跡卡爾曼濾波器，相比于傳統(tǒng)的卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，本文利用無(wú)跡變化處理非線(xiàn)性隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，適合更復(fù)雜的非線(xiàn)性建模需求。三是通過(guò)矩陣逆引理，推導(dǎo)出保證濾波誤差均方指數(shù)有界性的充分條件。

         以上兩項(xiàng)研究成果獲得國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等科研項(xiàng)目的支持。王立成副教授長(zhǎng)期從事復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)研究，并致力于將復(fù)雜分布式系統(tǒng)協(xié)同控制理論方法應(yīng)用到新型電力系統(tǒng)的控制問(wèn)題中，以第一作者/通訊作者在IEEE TAC、Automatica、IEEE TSG、IEEE TIE、IEEE TII等國(guó)際高水平期刊發(fā)表多篇論文，主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、上海市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（站前、面上）、上海市浦江人才計(jì)劃等項(xiàng)目。

自動(dòng)化工程學(xué)院 供稿

2025年1月12日