[發(fā)明專利]多信道網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的控制律設(shè)計方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211085503.4
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115696414A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚成;邸見英;張正強(qiáng);孫洪濤;趙基瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 曲阜師范大學(xué)
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06;H04L41/0823;H04L41/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉芳

1.一種多信道網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的控制律設(shè)計方法，其特征在于，包括：

建立同時具有延遲和丟包的多信道網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型，記為第一系統(tǒng)模型；

對所述第一系統(tǒng)模型引入未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺啦⒍x所有所述未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺赖臄?shù)據(jù)全部丟包，得到第二系統(tǒng)模型；

定義中間狀態(tài)參數(shù)并構(gòu)建等價約束條件，根據(jù)所述中間狀態(tài)參數(shù)、所述等價約束條件和所述第二系統(tǒng)模型構(gòu)建第三系統(tǒng)模型；

根據(jù)所述第三系統(tǒng)模型設(shè)計出控制律的表達(dá)式；構(gòu)建黎卡提方程并求解得到正定解，將所述正定解代入所述控制律的表達(dá)式，得到所述第三系統(tǒng)模型的控制律，記為第三系統(tǒng)控制律；

將所述第三系統(tǒng)控制律中未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺佬畔h除得到第一系統(tǒng)模型的控制律，記為第一系統(tǒng)控制律；

根據(jù)所述第一系統(tǒng)控制律進(jìn)行多信道信息傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一系統(tǒng)模型的表達(dá)式為：

其中，x_t表示在t時刻系統(tǒng)的狀態(tài)；表示第i條參與信息傳輸信道的控制信號，為狀態(tài)空間{0,1}的隨機(jī)過程，表示控制信號成功傳輸，表示第i條參與信息傳輸信道的控制信號丟包；d_i表示第i條信道上傳輸?shù)目刂戚斎胙舆t；A、B代表系統(tǒng)的矩陣參數(shù)；N表示參與信息傳輸?shù)男诺罃?shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對所述第一系統(tǒng)模型引入未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺啦⒍x所有所述未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺赖臄?shù)據(jù)全部丟包，得到第二系統(tǒng)模型，具體包括：

對所述第一系統(tǒng)模型引入未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺啦⒛J(rèn)所有所述未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺赖臄?shù)據(jù)全部丟包，得到第二系統(tǒng)模型的第一類型表達(dá)式；

在所述第二系統(tǒng)模型的第一類型表達(dá)式中引入丟包概率參數(shù)和具有乘性噪聲性質(zhì)的參數(shù)構(gòu)建所述第二系統(tǒng)模型的第二類型表達(dá)式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二系統(tǒng)模型的第一類型表達(dá)式為：

其中，d_N+1為系統(tǒng)信道的總和，包括參與信息傳輸?shù)男诺篮臀催M(jìn)行信息傳輸?shù)男诺溃槐硎総時刻控制輸入延遲為的信道的控制信號傳輸?shù)碾S機(jī)過程。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述丟包概率參數(shù)的表達(dá)式為：

其中，表示t時刻控制輸入延遲為的信道出現(xiàn)丟包的概率；p_i表示丟包概率值；d_i表示第i條信道上傳輸?shù)目刂戚斎胙舆t；

所述具有乘性噪聲性質(zhì)的參數(shù)的表達(dá)式為：

其中，表示的期望值；

所述第二系統(tǒng)模型的第二類型表達(dá)式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述中間狀態(tài)參數(shù)的表達(dá)式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三系統(tǒng)模型的表達(dá)式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述黎卡提方程的表達(dá)式為：

A′PA-P+A′PDν^-1D′PA+Q＝0

其中，Q和R分別為正定矩陣；P為正定解；

所述第三系統(tǒng)控制律的表達(dá)式為：

所述第一系統(tǒng)控制律的表達(dá)式為：

9.一種基于權(quán)利要求1至8任一項所述的方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一模型建立模塊，用于建立同時具有延遲和丟包的多信道網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)模型，記為第一系統(tǒng)模型；

第二模型建立模塊，用于對所述第一系統(tǒng)模型引入未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺啦⒍x所有所述未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺赖臄?shù)據(jù)全部丟包，得到第二系統(tǒng)模型；

第三模型建立模塊，用于定義中間狀態(tài)參數(shù)并構(gòu)建等價約束條件，根據(jù)所述中間狀態(tài)參數(shù)、所述等價約束條件和所述第二系統(tǒng)模型構(gòu)建第三系統(tǒng)模型；

第三系統(tǒng)控制律設(shè)計模塊，用于根據(jù)所述第三系統(tǒng)模型設(shè)計出控制律的表達(dá)式；構(gòu)建黎卡提方程并求解得到正定解，將所述正定解代入所述控制律的表達(dá)式，得到所述第三系統(tǒng)模型的控制律，記為第三系統(tǒng)控制律；

第一系統(tǒng)控制律設(shè)計模塊，用于將所述第三系統(tǒng)控制律中未進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺佬畔h除得到第一系統(tǒng)模型的控制律，記為第一系統(tǒng)控制律；

信息傳輸模塊，用于根據(jù)所述第一系統(tǒng)控制律進(jìn)行多信道信息傳輸。