[發明專利]一種基于事件觸發的滑模容錯控制方法

有效

• 申請號: 202010922509.7
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112034712B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 房方;王稼琪;劉亞娟
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

本發明提供了一種基于事件觸發的滑模容錯控制方法，涉及容錯控制技術領域，能夠使系統在故障的影響下仍然能夠穩定運行，同時事件觸發機制能夠減少傳輸過程中的數據丟包問題，減少故障發生次數；該方法采用基于事件觸發的滑模容錯控制器進行控制；所述控制器的模型為：u(k)＝Kx(k)?F^?1η(k)sign(s(k))?Ψs(k)；所述離散系統為同時考慮事件觸發方案、滑模面、執行器故障和外部干擾的基于滑模反饋的離散系統。本發明提供的技術方案適用于容錯控制的過程中。

【技術領域】

本發明涉及容錯控制技術領域，尤其涉及一種基于事件觸發的滑模容錯控制方法。

【背景技術】

傳統的控制方法是基于時間觸發的反饋控制，這導致通信資源必須在每個時刻都進行更新，就會浪費很多不需要傳輸的通信資源，并且普通的反饋控制往往控制效果不夠明顯。所以，相較于事件觸發，事件觸發機制能夠節省通信資源。因此，事件觸發機制受到了人們廣泛的關注和研究。

另外，長時間的不間斷工作，或者人為操作失誤等因素，系統難免會出現故障。容錯控制技術的出現和發展，為保證系統發生故障時有效運行并提高系統的安全可靠性開辟了一條新的途徑。其中，滑模控制作為容錯控制方法的一種，在非線性系統、時滯系統、不確定系統和模糊系統等系統中的應用越來越廣。其可以在動態過程中，根據系統當前的狀態(如偏差及其各階導數等)有目的地不斷變化，迫使系統按照預定“滑動模態”的狀態軌跡運動。由于滑動模態可以進行設計且與對象參數及擾動無關，這就使得滑模控制具有快速響應、對應參數變化及擾動不靈敏、無需系統在線辨識、物理實現簡單等優點。

因此，有必要研究一種基于事件觸發的滑模容錯控制方法來應對現有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

【發明內容】

有鑒于此，本發明提供了一種基于事件觸發的滑模容錯控制方法，用事件觸發機制取代原有的時間觸發機制，能夠節省通信資源，滑模容錯方法能夠在面對系統復雜多變的情況下依然有很好的控制效果。

一方面，本發明提供一種基于事件觸發的滑模容錯控制方法，其特征在于，所述方法采用基于事件觸發的滑模容錯控制器進行控制；

所述控制器的模型為：u(k)＝Kx(k)-F^-1η(k)sign(s(k))-Ψs(k)，

其中，η(k)＝‖(F-I)Kx(k)‖+||GB₁ω(k)||，Ψ∈(0,1)，s(k)為滑模信號，G、K為滑模控制器增益參數，F為故障信號矩陣，x(k),u(k),ω(k)分別表示離散系統的狀態變量、輸入量、干擾項；B₁為變量的系數矩陣；I為單位矩陣。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述控制器應用于離散系統中；

所述離散系統為同時考慮事件觸發方案、滑模面、執行器故障和外部干擾的基于滑模反饋的離散系統；所述離散系統的模型為：

其中，y(k)表示離散系統的輸出量，A、B、C和D分別表示對應變量的系數矩陣；d(k)為信號傳輸遲延；F為故障信號矩陣；表示上一次傳輸的數據，j＝0,1,2,...,∞，為采樣標識；k表示本次采樣，k+1表示下一次采樣，k+j表示本次采樣之后的第j次采樣。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，事件觸發方案的具體模型為：

其中，ρ∈[0,1)，Ω∈R是一個具有合適尺寸的正定加權矩陣，x(j)(j＝0,1,2,...,∞)表示當前采樣的測量值，表示上一次傳輸的數據；i表示觸發次數，T為采樣周期。