[發(fā)明專(zhuān)利]一種多模態(tài)電子節(jié)氣門(mén)的滑模控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110679046.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113341725B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊文海;宗廣燈;候雅琨;孫海濱;楊東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 蘇州中合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32266
• 代理人: 阮梅

1.一種多模態(tài)電子節(jié)氣門(mén)的滑模控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，構(gòu)建隨機(jī)拒絕服務(wù)攻擊下多模態(tài)電子節(jié)氣門(mén)的半馬爾科夫切換系統(tǒng)模型；

步驟S2，基于半馬爾科夫切換系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)隨機(jī)拒絕服務(wù)攻擊的補(bǔ)償策略：

x_c(k)＝λ(k)x(k)+(1-λ(k))x_c(k-1)，

其中，x_c(k)是控制器在最新接收到的狀態(tài)，λ(k)服從如下伯努利分布：

且已知，

在狀態(tài)信息x(k)的傳輸過(guò)程中，如果發(fā)生拒絕服務(wù)攻擊，則使用控制器接收到的最新數(shù)據(jù)，即有λ(k)＝0,x_c(k)＝x_c(k-1)，相反，如果拒絕服務(wù)攻擊失敗，信息數(shù)據(jù)包將成功地傳輸?shù)娇刂破鳎从笑?k)＝1,x_c(k)＝x(k)；

步驟S3，基于補(bǔ)償策略構(gòu)造攻擊概率相關(guān)的滑模切換面函數(shù)：

其中為滑模面設(shè)計(jì)參數(shù)且滿(mǎn)足非奇異，

根據(jù)s(k+1)＝s(k)＝0，得到等效滑模控制器u_eq(k)為：

其中，

進(jìn)而可知滑動(dòng)階段系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)軌跡為：

定義增廣向量基于步驟S2設(shè)計(jì)的隨機(jī)拒絕服務(wù)攻擊補(bǔ)償策略，得到最終的閉環(huán)增廣系統(tǒng)：

其中

步驟S4，對(duì)于每一個(gè)模態(tài)及其逗留時(shí)間上界以?xún)山M對(duì)稱(chēng)正定矩陣作為未知量，求解下列線(xiàn)性矩陣不等式：

其中，是將中的替換為

步驟S5，基于步驟S4中得到的一組對(duì)稱(chēng)正定矩陣?yán)米兞看鷵Q進(jìn)一步計(jì)算滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)定性目標(biāo)的滑模控制器參數(shù)

步驟S6，基于滑模控制器參數(shù)，設(shè)計(jì)模態(tài)依賴(lài)的離散時(shí)間滑模控制律：

且

其中

步驟S7，基于步驟S6設(shè)計(jì)的離散時(shí)間滑模控制律，進(jìn)行滑模切換面可達(dá)性分析：

經(jīng)分析可知有界，因此當(dāng)拒絕服務(wù)攻擊隨機(jī)發(fā)生時(shí)，滑模動(dòng)態(tài)可以在有限時(shí)間內(nèi)被驅(qū)動(dòng)到預(yù)先指定的滑動(dòng)域并在其上保持運(yùn)動(dòng)，可知步驟S3中設(shè)計(jì)的滑模面是有限時(shí)間可達(dá)的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模態(tài)電子節(jié)氣門(mén)的滑模控制方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括如下步驟：

將隨機(jī)拒絕服務(wù)攻擊下多模態(tài)電子節(jié)氣門(mén)模型構(gòu)建為如下半馬爾科夫切換系統(tǒng)：x(k+1)＝(A(r_k)+ΔA(r_k))x(k)+B(r_k)u(k)，

其中x(k)∈Rⁿ,u(k)∈R^m分別表示系統(tǒng)狀態(tài)和控制輸入，{r_k}∈Γ＝{1,2,...,N}表示一個(gè)受半馬爾科夫鏈控制的隨機(jī)過(guò)程，對(duì)于模態(tài)為系統(tǒng)矩陣，為系統(tǒng)參數(shù)不確定項(xiàng)，

下面定義三種隨機(jī)過(guò)程用來(lái)描述半馬爾科夫鏈{r_k}：

第一個(gè)隨機(jī)過(guò)程：{k_n}∈N₊，其中k_n表示第n個(gè)模態(tài)的切換瞬間；

第二個(gè)隨機(jī)過(guò)程：其中P_n表示第n個(gè)切換子系統(tǒng)的模態(tài)；

第三個(gè)隨機(jī)過(guò)程：{S_n}∈N₊，其中S_n+1＝k_n+1-k_n表示從第n次切換到第n+1次切換之間的逗留時(shí)間，其中隨機(jī)過(guò)程{P_n}∈P和分別定義為內(nèi)嵌式馬爾科夫鏈和離散時(shí)間齊次馬爾科夫更新鏈，此外，離散時(shí)間半馬爾科夫核和轉(zhuǎn)移概率矩陣分別描述為和且有

因此，逗留時(shí)間的概率密度函數(shù)描述為：