[發明專利]一種隨機最優調度采樣控制器設計方法

在審

• 申請號: 202210202933.3
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114690631A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 王國良;朱志康
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 沈陽工匠智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 21256
• 代理人: 劉珺

1.一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，針對系統微分方程為：建立一種滿足泊松計數過程的隨機最優采樣控制器輸入信號u(t)＝Kx(T_k)，其中x(T_k)為離散的系統的采樣狀態，K為控制器增益，采樣過程滿足最優調度的性能指標J。

2.根據權利要求1所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，所述離散的系統的采樣狀態x(T_k)通過網絡傳輸到控制器中用于計算更新值u(T_k)，所述控制器更新計算值u(T_k)通過網絡傳輸到零階保持器ZOH中，控制器輸入信號u(t)為分段常數的階梯型控制信號。

3.根據權利要求1所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，所述泊松計數過程表示為N(t)具有泊松計數速率為λ，所述{T_k}表示為由泊松計數過程N(t)決定的采樣序列，所述采樣過程利用單位向量表示進行建模，采樣模型建立為dz(t)＝Gz(t)dN(t)。

4.根據權利要求1或2所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，所述采樣模型中z(t)表示泊松計數過程的采樣狀態，z(t)在集合χ中取值，并且集合χ＝{e₀,e₁}，所述z(t)＝e₀表示當前時刻處于非采樣狀態，z(t)＝e₁表示當前時刻處于采樣狀態，所述e₀和e₁分別表示為單位列向量e₀＝[0,1]^T，e₁＝[1,0]^T，所述采樣模型中G＝G₀₁+G₁₀,所述所述

5.根據權利要求4所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，所述泊松計數速率λ可以通過泊松速率控制器v(t)控制，所述泊松計數速率λ變成時變的速率時間函數λ(t)，所述速率時間函數λ(t)滿足等式λ(t)＝λ₀+αv(t)，其中α為常數參數，其中λ₀為初始速率，所述采樣模型可重新建立為dz(t)＝G(λ₀+αv(t))z(t)dt。

6.根據權利要求5所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，所述最優調度的性能指標其中E為數學期望，其中ξ為可調參數，其中dN(t)＝(λ₀+αv(t))dt，符號lim表示求取極限，所述最優調度的性能指標J的形式為其中c＝ξλ₀e₀，β＝ξαe₀。

7.根據權利要求6所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，通過分析和計算最優調度的性能指標J得到結論其中λ^*表示最優平均采樣頻率，其中通過分析和計算通過調整可調參數ξ保證了極限是存在的。

8.根據權利要求7所述的一種隨機最優調度采樣控制器設計方法，其特征在于，針對所述系統微分方程給定采樣狀態誤差為e_x(t)＝x(T_k)-x(t)，t∈[T_k,T_k+1)，使得系統微分方程的解的形式為通過分析及計算得到不等式其中穩定性條件要求E{g(Δ_k)},k∈R⁺需要滿足取值在區間(0,1)之間，通過概率密度求期望得到其中Δ_k＝T_k+1-T_k。