通讯约束下随机自适应控制的信息论方法

项目研究几类通讯约束下线性随机系统的自适应控制问题。研究主要着眼于两类通讯约束：信道接入约束、有限比特率量化，并同时考虑信道传输存在延时和数据丢失的情况。对于存在接入约束的系统，以二值函数描述接入策略；对于量化反馈系统，以加性噪声描述量化误差。建立包含信道、被控对象、辨识/控制器的闭环系统的一致描述，运用"定向信息"测度考察闭环系统中信息传输的因果性；采用二次函数和定向信息测度作为系统目标函数，讨论对象参数可辨识条件、系统双重控制效应和设计的分离性原则，分析信道、对象和控制器对系统参数估计和控制性能的影响，研究"最大定向信息自适应控制器"设计。. 项目以考察系统整体信息传输为纽带，具有交叉学科特色。注重控制理论方法和信息论方法的结合，以期获得系统分析和综合的新方法。作为辅助研究手段，以典型工业装置为对象进行仿真试验，验证理论成果。项目研究具有重要的理论价值和应用前景。

本项目以通讯约束下的线性反馈控制系统为考察对象，旨在探讨通讯接入约束、信号量化传输等条件下反馈控制系统中的信息属性及控制性能，并研究有限通讯能力下保障和提高反馈性能的控制和通讯方法。研究内容包括系统在有限通讯条件下的通讯策略和算法、系统状态估计、参数辨识、次优反馈控制和自适应控制等。.项目研究完成计划书提交的主体研究内容：其中关于通讯约束下的可估计和可辨识问题、降维和量化方法等获得预期成果；关于一般系统，得出关于最小均方估计误差、互信息和反馈控制系统性能之间的关系，揭示系统估计和控制中的因果性信息传输机制；关于自适应控制问题的研究重点体现在系统通讯策略上的自适应功能及量化系统自适应反馈控制两方面，且获得预期外的重要成果；在研究过程中结合相关领域的研究现状、针对当前热点问题——复杂系统的一致性问题而对研究内容进行适当调整和扩展。项目成果包括15篇SCI检索的国际学术期刊论文和4项国家发明专利等，超出计划预期。.项目研究内容和成果一方面探索了反馈系统中信息与控制性能的关系，得出有针对性的设计方法，获得重要的理论性成果，另一方面也提出一些实用性结论和通信及控制算法，为进一步应用性研究提供依据。