[發明專利]一類具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H∞控制方法

有效

• 申請號: 201810205389.1
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108445758B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 潘豐;馬濤;方建文
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 21200 大連理工大學專利中心
• 代理人: 梅洪玉

本發明提供一類具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制方法，屬于網絡化系統控制領域。首先建立具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的閉環控制模型，再構造恰當的Lyapunov函數，利用Lyapunov穩定性理論和線性矩陣不等式分析方法，得到閉環控制穩定和H_∞控制器存在的充分條件；最后，利用Matlab LMI工具箱進行求解，給出具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制器增益矩陣本發明考慮了隨機時變時延和擾動情況，更具有實際意義，降低了H_∞控制器設計的保守性。

技術領域

本發明屬于網絡化系統控制領域，涉及一類具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制方法。

背景技術

近年來，增益調度控制尤其是基于線性參數變化(Linear Parameter-Varying，LPV)系統的增益調度控制得到了越來越多的研究。線性參數變化系統是一類參數在不斷變化的系統，此類系統的狀態矩陣的元素是具有時變參數的確定函數，而與函數相關的時變參數的范圍是能夠測量的。許多實際的系統都能用上述的模型來描述，如飛行器系統、風能轉換系統等，并且有關此類系統的研究也有了許多的成果和研究報道。由于能夠描述一類實際動態系統本身存在的非線性和時變特性，線性參數變化系統成為近年來倍受控制理論界關注的一個熱點，其理論已經成功地應用在航空、航天、機器人和工業過程控制等領域。

現代網絡控制系統的迅速發展有其巨大的優點，比如成本低，安裝維護簡單，具有較高的可靠性和靈活性以及較強的容錯與故障診斷能力，便于遠程操作與控制。然而，將LPV系統引入到網絡中時，就會出現新的問題，比如數據量化、網絡延時和數據丟包等問題，降低了整個系統的性能，甚至引起整個系統的不穩定，在實際的反饋控制系統中，網絡時延處處存在，特別是一類可變的時延，因此需要對網絡通道中產生的時延進行處理。在工程實際中，對網絡誘導時延處理是極其重要的，通信系統、傳送系統、化工過程系統、冶金過程系統、環境系統、電力系統等都有可能應用到。時延的存在使得系統的分析和綜合變得更加復雜和困難，同時時延的存在也往往是系統不穩定和系統性能變差的根源之一。因此，對具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制研究具有重要的理論意義和廣泛的應用前景。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一類具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制方法。該方法考慮線性參數變化控制系統存在時變時延、控制器增益變化的情況，設計了具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制器，使得具有網絡隨機時變時延的線性參數變化控制系統在一定范圍內仍能保持系統穩定，并且滿足H_∞性能指標。

本發明的技術方案：

一類具有網絡隨機時變時延的線性參數變化系統的H_∞控制方法，包括以下步驟：

1)建立線性參數變化系統的數學模型

x(k)＝Φ(k),k∈[-d,0]

其中，