一种基于时延丢包模态依赖的网络控制系统切换控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN109683474B(45)授权公告日2022.02.22(21)申请号201811410132.6CN104049533A,2014.09.17(22)申请日2018.11.23CN101552720A,2009.10.07CN102354114A,2012.02.15(65)同一申请的已公布的文献号US4794590A,1988.12.27申请公布号CN109683474AUS2013212246A1,2013.08.15(43)申请公布日2019.04.26JP6379013B2,2018.08.22(73)专利权人西安石油大学FeiLong.BacksteppingNeuralNetworks地址710065陕西省西安市电子二路东段SwitchingControlforSwitchedNonlinear18号Time-DelaySystemwithTrigonalStructureForm.《2007IEEEInternationalConference(72)发明人吴莹吴彦鹏onControlandAutomation》.2007,第2499-(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务2503页.所61215王涌.具有时延和丢包的网络控制系统稳定代理人弋才富性分析.《计算机工程》.2015,第41卷(第10期),第111-116页.(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)赵顺利.基于模型的网络控制系统设计：切H04L41/14(2022.01)换控制的平均驻留时间法.《系统工程与电子技H04L41/147(2022.01)术》.2016,第38卷(第8期),第1899-1908页.刘义才.具有时延和丢包的网络化切换系统(56)对比文件控制研究.《控制工程》.2018,第25卷(第8期),第CN105242540A,2016.01.131482-1489页.CN105204341A,2015.12.30CN103941692A,2014.07.23审查员毛威权利要求书7页说明书15页附图2页(54)发明名称制系统在不同时延和丢包情况下的系统稳定；本一种基于时延丢包模态依赖的网络控制系发明采用循环算法求解控制器增益LMI矩阵不等统切换控制方法式，保证在随机时延和丢包情况下网络控制系统(57)摘要的稳定性。一种基于时延丢包模态依赖的网络控制系统切换控制方法，步骤一：建立网络控制系统的状态空间方程，分析一个采样周期内时延和丢包对网络控制系统动态性能的影响；步骤二：引入有效采样时间点建立网络控制系统的综合状态空间模型；步骤三：将步骤二建立的闭环网络控制系统模型转化为可以同时包含稳定子系统和不稳定子系统的网络控制系统的切换控制模型；步骤四：采用多Lyapunov函数方法设计并实现满足允许平均驻留时间的网络控制系统基于时延CN109683474B和丢包的模态依赖的切换控制器，保证了网络控CN109683474B权利要求书1/7页1.一种基于时延丢包模态依赖的网络控制系统切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：为了建立网络控制系统的状态空间方程，分析一个采样周期内可能发生的时延和丢包情况以及它们对网络控制系统动态性能的影响，归纳总结可以将其分成三种情况；情况1：在当前采样周期内有一个数据包到达，则状态方程如下：情况2：在当前采样周期内没有数据包到达，则状态方程如下：情况3：在当前采样周期内有多个数据包到达，则状态方程如下：Ah其中Φ＝e,dk表示当前采样周期前发生的连续丢包，1≤dk≤M，gk表示当前采样周期收到的连续发生的旧数据，1＜gk≤N；步骤二：基于步骤一所分析的所有可能发生的网络状况对网络控制性能的影响，引入有效采样时间点建立网络控制系统的综合状态空间模型；步骤三：考虑所有可能发生的网络情况基于网格离散化方法，将不确定的时延和丢包离散化到一个有限集中，将步骤二建立的闭环网络控制系统模型转化为可以同时包含稳定子系统和不稳定子系统的网络控制系统的切换控制模型；步骤四：采用多Lyapunov函数方法设计并实现满足允许平均驻留时间的网络控制系统基于时延和丢包的模态依赖的切换控制器，保证了网络控制系统在不同时延和丢包情况下的系统稳定。2.根据权利要求1所述的一种基于时延丢包模态依赖的网络控制系统切换控制方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：首先，定义有效采样时间点，有效采样时间点是指在此采样时间点采集的数据有效的被反馈作用到了被控对象上，设连续的有效采样时间点为0＝i0<i1<i2…<ik<…，因此，对于两个相邻有效采样时间点间隔的时间段内[ik,ik+1)，网络控制系统的状态空间方程的递阶形式可以表示为2CN109683474B权