[發(fā)明專利]控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法、裝置及計算機可讀存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011195904.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112327805B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 夏飛鵬;祁學豪;陳剛
• 申請（專利權）人: 網(wǎng)絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法，其特征在于，所述分析方法針對含有不確定性參數(shù)的控制系統(tǒng)進行分析，所述分析方法具體包括以下步驟：

步驟一，分析焊接生產(chǎn)過程的條件依存關系，得到生產(chǎn)過程中的確定性因素和不確定性因素，根據(jù)現(xiàn)代分析理論，構建與焊接生產(chǎn)過程對應的帶未知參數(shù)的控制矩陣；

步驟二，根據(jù)已經(jīng)獲得的所述焊接生產(chǎn)過程對應的控制矩陣，計算其相應的Kronercker-Lyapunov矩陣；所述控制矩陣為A，其相應的Kronercker-Lyapunov矩陣為中的第pq行和第rs列的元素為：

e_pq,rs(p＝1,2,…,n；q＝1,2,…,p；r＝1,2,…,n；s＝1,2,…r)；根據(jù)p、q的大小關系，中各元素的取值為對應到控制矩陣A中的相應元素；

步驟三，計算所述 Kronercker-Lyapunov 矩陣對應的行列式，并令行列式的值為 0 ；

步驟四，利用Kronercker-Lyapunov矩陣對應行列式為0的條件，求解在焊接矩陣中包含的未知參數(shù)的邊界值，得到有序?qū)崝?shù)序列；

步驟五，根據(jù)所述有序?qū)崝?shù)序列，將實數(shù)軸劃分為相鄰2個實數(shù)組成的區(qū)間塊，在1個區(qū)間塊中任意取一個值，測試控制矩陣的穩(wěn)定性，如果通過選取的值計算出的控制矩陣是穩(wěn)定的，則該選取值所在的整個實數(shù)區(qū)間塊上，矩陣都是穩(wěn)定的；

步驟六，結合全部的測試結果，得到控制矩陣在穩(wěn)定狀態(tài)的參數(shù)的取值區(qū)間，即得到所述焊接生產(chǎn)流程中對應不確定參數(shù)的穩(wěn)態(tài)區(qū)間。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法，其特征在于，所述步驟一具體為：

步驟1.1，分析生產(chǎn)流程的條件依存關系，得到輸入變量、輸出變量、中間變量和外生變量；

步驟1.2，分析生產(chǎn)過程中的不確定性因素，分析不確定性因素與結果的相關系數(shù)，在不確定因素中確定可以數(shù)值量化且影響比較大的1個最主要的不確定性因素；

步驟1.3，利用現(xiàn)代控制分析理論，按照控制系統(tǒng)的時序順序，把輸入變量、輸出變量、中間變量和外生變量按照對應的時期進行排列，形成控制矩陣；

步驟1.4，將步驟1.2中提取的最主要的不確定性因素，作為控制矩陣的參數(shù)，附加到方程中；

假設，在控制矩陣中，存在a∈R的參數(shù)構成的矩陣：

A＝A₀+aA₁

這里，A₀,A₁分別為A₀,A₁∈R^n×n的常數(shù)矩陣，將分析控制矩陣穩(wěn)定性的問題轉化為：已知A₀,A₁的前提下，計算能夠使控制矩陣A為穩(wěn)定的a的范圍。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法，其特征在于，構造控制矩陣A對應的Kronercker-Lyapunov矩陣設為所述步驟二具體為：

步驟2.1，設為一個矩陣，的第pq行和第rs列的元素為：

e_pq,rs(p＝1,2,…,n；q＝1,2,…,p；r＝1,2,…,n；s＝1,2,…r)；

設矩陣A的第i行第j列的元素為a_ij，

步驟2.2，當pq時：

a_ps、a_pr、a_pp、a_qq、a_qs、a_qr分別為矩陣A的第p行第s列、第p行第r列、第p行第p列、第q行第q列、第q行第s列、第q行第r列的元素；

步驟2.3，當p＝q時：

步驟2.4，Kronercker-Lyapunov矩陣用它的各行和各列的元素e_pq,rs表示為：