[發明專利]一種多模態電子節氣門的滑模控制方法

有效

• 申請號: 202110679046.0
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113341725B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 齊文海;宗廣燈;候雅琨;孫海濱;楊東
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 阮梅

1.一種多模態電子節氣門的滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟?，包括如下步驟：

步驟S1，構建隨機拒絕服務攻擊下多模態電子節氣門的半馬爾科夫切換系統模型；

步驟S2，基于半馬爾科夫切換系統模型設計隨機拒絕服務攻擊的補償策略：

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，λ(k)服從如下伯努利分布：

且已知，

在狀態信息x(k)的傳輸過程中，如果發生拒絕服務攻擊，則使用控制器接收到的最新數據，即有λ(k)＝0,x_c(k)＝x_c(k-1)，相反，如果拒絕服務攻擊失敗，信息數據包將成功地傳輸到控制器，即有λ(k)＝1,x_c(k)＝x(k)；

步驟S3，基于補償策略構造攻擊概率相關的滑模切換面函數：

其中為滑模面設計參數且滿足非奇異，

根據s(k+1)＝s(k)＝0，得到等效滑?？刂破鱱_eq(k)為：

其中，

進而可知滑動階段系統的動態軌跡為：

定義增廣向量基于步驟S2設計的隨機拒絕服務攻擊補償策略，得到最終的閉環增廣系統：

其中

步驟S4，對于每一個模態及其逗留時間上界以兩組對稱正定矩陣作為未知量，求解下列線性矩陣不等式：

其中，是將中的替換為

步驟S5，基于步驟S4中得到的一組對稱正定矩陣利用變量代換進一步計算滿足系統穩定性目標的滑?？刂破鲄?/p>

步驟S6，基于滑?？刂破鲄担O計模態依賴的離散時間滑?？刂坡桑?/p>

且

其中

步驟S7，基于步驟S6設計的離散時間滑模控制律，進行滑模切換面可達性分析：

經分析可知有界，因此當拒絕服務攻擊隨機發生時，滑模動態可以在有限時間內被驅動到預先指定的滑動域并在其上保持運動，可知步驟S3中設計的滑模面是有限時間可達的。

2.根據權利要求1所述的一種多模態電子節氣門的滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟冢霾襟ES1具體包括如下步驟：

將隨機拒絕服務攻擊下多模態電子節氣門模型構建為如下半馬爾科夫切換系統：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分別表示系統狀態和控制輸入，{r_k}∈Γ＝{1,2,...,N}表示一個受半馬爾科夫鏈控制的隨機過程，對于模態為系統矩陣，為系統參數不確定項，

下面定義三種隨機過程用來描述半馬爾科夫鏈{r_k}：

第一個隨機過程：{k_n}∈N₊，其中k_n表示第n個模態的切換瞬間；

第二個隨機過程：其中P_n表示第n個切換子系統的模態；

第三個隨機過程：{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間，其中隨機過程{P_n}∈P和分別定義為內嵌式馬爾科夫鏈和離散時間齊次馬爾科夫更新鏈，此外，離散時間半馬爾科夫核和轉移概率矩陣分別描述為和且有

因此，逗留時間的概率密度函數描述為：