IGPS基站网络时钟同步及复杂网络同步_于淼_9787513054577

《IGPS基站网络时钟同步及复杂网络同步》内容简介：本书主要研究IGPS基站网络间时钟同步及其他网络同步问题，共分为6章。第1章为绪论，详细综述了时钟同步国外和国内的研究现状以及时钟同步算法的研究现状，并概述复杂网络同步和当前研究存在的问题。第2章给出了本书用到的符号、一些基本概念和重要的引理。第3章介绍了IGPS的组成结构以及定位原理，分析了IGPS与定位误差之间的关系，并总结出影响IGPS定位精度的因素。第4章主要研究了IGPS基站网络的时钟同步问题。第5章主要针对两种不同类型的节点构成的复杂网络同步问题进行研究,并通过数值仿真实例进一步解释了理论结果。第6章在总结全书内容基础上，提出了有待进一步研究的课题。

近年来，越来越多的学者对时钟同步问题的研究产生了浓厚兴趣，并取得了一系列令人瞩目的成果，时钟同步也已成为分布式网络中的重要研究课题。作者在北京建筑大学机电与车辆工程学院机械电子工程系复杂系统建模与控制团队从事复杂系统同步与控制研究已有多年时间。随着时钟同步技术的不断发展，作者敏锐地发现其在IGPS基站网络间的广阔应用前景，从基本理论研究开始到实际应用，均取得了一系列的成果；同时，作者针对一些其他复杂网络同步问题也进行了探索与研究。本书结合作者十余年的理论研究成果和工程应用体会，系统地介绍了IGPS基站网络时钟同步以及其他复杂网络同步问题方面的基础知识和最新进展。

本书第1章是相关背景和基础知识的介绍，包括时钟同步研究概况以及复杂网络同步研究概况等。

第2章主要介绍本书中涉及的一些基本概念和主要引理，包括常用记号和特殊矩阵、图的基本概念和图的Laplacian矩阵。

第3章针对IGPS的组成结构以及定位原理进行了描述，并详细分析了系统的定位精确度。其中主要分析了IGPS乘性误差因素最小边界值，并通过仿真实验，总结出IGPS基站布局和信号接收机高度对定位精度的影响以及此套IGPS的定位性能。

第4章针对IGPS基站网络时钟同步问题提出了两种时钟同步的算法。一种是自适应离散卡尔曼滤波方法，该方法利用测量新息信息和状态修正序列在估计窗内分段静止的特性，

克服了传统卡尔曼滤波过程过分依赖于数学模型和统计模型正确性的问题。使用这种方法可以在线实时修正和转换IGPS基站间的时钟相位偏差和时钟偏移，找出最佳时钟适应曲线，并估计过程噪声和测量噪声的协方差矩阵。另一种是借助多智能体一致性理论思想的快速平均同步算法（FASA）来实现处于复杂网络中时钟节点之间具有通信延迟的同步。首先详细阐述了实现FASA 的过程，并从数学角度分析了此算法的收敛性，通过鲁棒最优设计的方法来证明FASA 的收敛速率。通过与其他时钟同步算法比较后，得出FASA 在时间上达到了快速一致， FASA 已成功应用到具有延迟结构的IGPS基站网络中，同步时间可达到纳秒级别，数值仿真和实验结果说明了FASA 的正确性和有效性。

第5章针对一类具有时滞节点和耦合延迟结构的网络同步问题，

将自适应同步方法应用到该网络中，设计了自适应控制器。利用Lyapunov稳定性理论证明复杂网络节点状态局部或全局地渐近同步在网络中独立的节点状态，并在由M－G系统组成的环状网络上证明了该自适应控制器的有效性。针对智能体惯性节点是二阶系统且具有时变通信延迟和切换通信拓扑结构的网络，研究了其指数同步问题。采用分解变化技术将网络中每个节点的惯性作用合成到控制器的设计中，对具有任意切换通信拓扑、拓扑图为平衡图且考虑通信延迟的分布式智能体惯性节点组成的网络，给出了实现指数二阶同步控制的充分条件。

本书在系统介绍理论和方法的同时，也结合了IGPS基站时钟同步网络的应用案例，可供从事相关工作的高校师生、研究人员或相关部门工程师参考。

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