[發明專利]一種帶有自適應閾值的混合階非線性系統事件觸發協同控制方法

有效

• 申請號: 202110796336.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113504727B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李曉杰;王一光;王文成;梁勇;張烈平;程加堂
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種帶有自適應閾值的混合階非線性系統事件觸發協同控制方法，屬于機電系統協同控制領域，主要是在混合階多智能體機電系統的事件觸發協同控制中通過自適應調整觸發閾值來解決觸發控制效率的問題。本發明包括：一、建立混合階多智能體機電系統數學模型；二、建立混合階多智能體機電系統同步跟蹤誤差；三、建立混合階多智能體機電系統滑模誤差；四、建立混合階多智能體機電系統神經網絡估計模型；五、建立帶有自適應閾值的混合階事件觸發協同控制策略。本發明用于混合階機電系統的事件觸發控制。

技術領域

本發明屬于機電系統協同控制領域，主要涉及的是一種帶有自適應閾值的混合階非線性系統事件觸發協同控制方法。

背景技術

傳統采樣控制系統的機制是基于時間進行觸發的，也就是無論系統的控制狀態是否需要改變都會更新系統的控制輸入并周期性地應用于被控系統中。事件觸發控制是根據設計的觸發條件使智能體在必要時進行通信、計算、控制輸出等操作。從資源配置的角度來看，事件觸發方式比傳統時間周期觸發方式更科學、合理地利用了系統資源。利用事件觸發機制為智能體設計合適的傳輸和執行頻率，可以有效地節省多智能體系統的控制資源、提高控制效率。在實際系統中，執行器的頻繁觸發會增加智能體的能量消耗并增加相關部件的磨損，從而對智能體的性能產生較大影響。因此，在針對多智能體系統設計控制策略時應充分考慮如何減少系統能量的損耗以及提高部件的使用壽命，從而降低控制成本。目前，在基于事件觸發的混合階多智能體系統一致性控制研究中，研究成果都是基于固定觸發閾值來確定系統的觸發時間間隔。那么相應地在系統的運行過程中，現有方式無法根據系統的實際運行狀態來有效調整事件觸發閾值，進而也無法有效調節整個系統的執行和控制效率。因此，現有基于固定觸發閾值的事件觸發控制方法已經不能滿足實際復雜非線性混合機電系統的控制要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決在實際系統運行過程中觸發閾值不能自動調整，從而無法有效調節系統的觸發機制和控制效率的問題，本發明提供了一種帶有自適應閾值的混合階非線性多智能體機電系統事件觸發協同控制方法。

一種帶有自適應閾值的混合階非線性系統事件觸發協同控制方法，所述控制方法包括如下步驟：

步驟一、建立混合階多智能體機電系統數學模型：

一階系統

二階系統

p_i、v_i為第i個智能體的位置和速度，x_i為第i個智能體的狀態向量，f_i(x_i)為非線性函數，r_i為外部擾動，h_i(x_i)為非線性時變控制系數，u_i代表控制量，M_p為一階智能體的集合，M₂為二階智能體的集合。

步驟二、建立混合階多智能體機電系統同步跟蹤誤差：

一階同步跟蹤誤差

二階同步跟蹤誤差

e_p,i、e_v,i分別為第i個智能體的一階和二階同步跟蹤誤差，a_ij為鄰接矩陣，N_i為智能體i的相鄰智能體，b_i為智能體i與領導者的連接權值，p₀、v₀為相鄰領導者的位置和速度。

步驟三、建立混合階多智能體機電系統滑模誤差：

一階滑模誤差