[發明專利]不確定發生概率情形下網絡化控制系統的滑??刂品椒?/span>在審
| 申請號: | 201811517610.3 | 申請日: | 2018-12-12 |
| 公開(公告)號: | CN109375517A | 公開(公告)日: | 2019-02-22 |
| 發明(設計)人: | 胡軍;張紅旭;武志輝;陳東彥;劉鳳秋;孟桂芝;李澤昊;張昌露 | 申請(專利權)人: | 哈爾濱理工大學 |
| 主分類號: | G05B13/04 | 分類號: | G05B13/04 |
| 代理公司: | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人: | 劉冰 |
| 地址: | 150080 黑龍*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 滑模控制 網絡化控制系統 發生概率 時滯 滑模函數 分布式傳感器 等效控制 動態模型 數據丟包 時變 矩陣 閉環系統 構造系統 設計滑模 控制器 滑模 可用 鄰域 求解 收斂 分析 保證 | ||
1.不確定發生概率情形下網絡化控制系統的滑模控制方法,其特征在于,所述方法具體包括以下步驟:
步驟一、建立不確定發生概率的數據丟包情形下具有分布式傳感器時滯和有界時變時滯的網絡化控制系統的動態模型;
步驟二、針對不確定發生概率的數據丟包情形下具有分布式傳感器時滯和有界時變時滯的網絡化控制系統的動態模型設計滑模函數;
步驟三、通過對滑模函數的各個變量進行分析,利用數據丟包的有效信息構造系統的控制器;
步驟四、將步驟三中得到的控制器分別代入步驟一建立的動態模型與步驟二中的滑模函數,通過李亞普諾夫穩定性理論,保證所得到的滑模函數在有限時間內收斂至滑模面的帶狀鄰域內;
步驟五、當系統狀態軌跡滑動至滑模面的帶狀鄰域內時,獲得此時的等效控制;
步驟六、將步驟五中所得的等效控制代入所述網絡化控制系統,得到閉環系統,通過李亞普諾夫穩定性理論分析閉環系統的穩定性,并結合步驟四中滑模函數在有限時間內收斂至滑模面的帶狀鄰域內的條件獲得滑模函數中待求解的矩陣,實現滑??刂品椒?。
2.根據權利要求1所述不確定發生概率情形下網絡化控制系統的滑??刂品椒?,其特征在于,步驟一的具體過程包括:
所述動態模型的狀態空間形式具體為:
其中,xk為k時刻的網絡化控制系統的動態模型的狀態變量,xk+1為k+1時刻的網絡化控制系統的動態模型的狀態變量,為k-dk時刻的網絡化控制系統的動態模型的狀態變量;dk為有界時變時滯,滿足dm≤dk≤dM,dm、dM分別為dk的下界與上界,xk-p為k-p時刻的網絡化控制系統的動態模型的狀態變量;A為系統矩陣,Ad為系統時滯矩陣,B為系統控制矩陣,C為時滯分布矩陣,D為系統擾動矩陣;f(xk)為有界的非線性擾動函數;ωk為概率空間上具有零均值的一維高斯白噪聲并且滿足表示數學期望;非線性函數σ(·,·)滿足σT(x,y)σ(x,y)≤ρ1xTx+ρ2yTy,xT為x的轉置,yT為y的轉置;為狀態空間的n維實數域;ρ1>0為狀態相關系數,ρ2>0為實滯相關系數;△Ak=EFkH為范數有界參數不確定性矩陣,E、Fk和H均為刻畫范數有界參數不確定性的矩陣,E為左端度量矩陣,H為右端度量矩陣,矩陣Fk滿足I為單位矩陣,為k時刻的網絡化控制系統的動態模型的狀態變量初始值;為負整數集合,μp為刻畫分布式傳感器時滯的常數,其中,p=1,2,…,+∞,滿足
系統的丟包變量αk服從伯努利過程,其概率分布為:
其中,代表丟包概率,為準丟包概率,|△α|≤∈0刻畫數據丟包的不確定發生概率,∈0為不確定發生概率閾值。
3.根據權利要求2所述不確定發生概率情形下網絡化控制系統的滑??刂品椒ǎ涮卣髟谟冢襟E二中所述滑模函數具體為:
其中,G=BTP,BT為B的轉置,待求解的矩陣P為對稱的正定陣,滿足GB非奇異且G[C D]=0。
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