[发明专利]非线性系统动态事件触发终端滑模控制方法、设备及介质

说明书

本发明的一种非线性系统动态事件触发终端滑模控制方法、设备及存储介质，本发明所设计的控制算法主要包括编解码模块，动态事件发生器模块和终端滑模控制模块；本发明针对一类二进制编码传输的非线性系统，设计了一种新颖的非奇异终端滑模控制方案；为了进一步减少工厂和控制器之间的通信负担，在终端滑模控制策略中引入了动态事件触发机制，通过正确处理二进制编解码误差和动态事件触发误差，提出了保证闭环系统可达实际滑模和最终有界的充分条件，明确量化了二进制编码和动态事件触发协议的影响。通过显式分析，排除了所开发的动态事件触发机制中的Zeno现象。最后，通过仿真和永磁同步电机调速系统的实际实验验证了该方案的可行性和有效性。

技术领域

本发明涉及非线性制技术领域和网络化控制技术领域，具体涉及一种基于二进制编码的非线性系统动态事件触发终端滑模控制方法、设备及存储介质。

背景技术

移动滑模控制(SMC)作为一种广泛应用于处理模型不确定性和外部干扰的技术，在过去的几十年中，从理论和实践两个方面引起了研究者们广泛的研究兴趣。SMC的关键优势在于，通过实现滑模面的可达性，它表现出对匹配扰动不敏感(优于鲁棒性)的特性。遗憾的是，传统SMC只能保证系统状态渐近收敛到原始状态。为了克服上述缺点，研究者们提出了一种基于非线性滑动函数的一阶滑模控制方法---终端滑模控制(TSMC)，用于确保系统状态在滑动面上的有限时间收敛。到目前为止，TSMC的研究在理论研究和工程应用方面都吸引了许多研究者的兴趣。

另一方面，随着计算机和通信技术的发展，许多工程应用中的信号通常通过共享的通信信道进行传输。为了实现网络设备之间的数字通信，广泛采用的方法是将信号编码为一组二进制位，即所谓的二进制编码。值得一提的是，使用二进制编码将引入一些额外的编解码误差，这些误差在控制器的设计阶段是不可忽略的，需要本发明严肃处理。此外，对于实际存在的通信网络，带宽总是有限的。为了减少通信负担，研究者们为网络控制系统设计了事件触发机制。在事件触发机制的调度下，仅当指定的事件发生时才允许信号传输。进一步的，为了提高传统静态事件触发协议的调度性能，动态事件触发机制被提了出来。到目前为止，动态事件触发机制已经在许多动态系统中得到了运用，例如线性时延系统和多智能体系统。

最近，通过将滑模控制与事件触发策略相结合，一种新的鲁棒控制策略，即事件触发滑模控制，引起了越来越多的关注。如今已经存在多种事件触发协议和SMC策略的结合，像静态事件触发协议，离散动态事件触发协议，自触发协议，基于模型的事件触发协议等等。此外，到目前为止，事件触发的TSMC也已经引起了一些初步的研究兴趣，如自触发的TSMC，静态事件触发的快速TSMC。但是关于事件触发的TSMC控制仍然还有许多待研究的地方。例如，动态事件触发TSMC的问题目前为止还没有得到充分的研究，更不用说同时考虑用二进制编码进行信号的传输。事实上，与已有的线性滑动面事件触发SMC的结果相比，由于终端滑动函数的复杂性和非线性，事件触发TSMC的设计更加困难。这一事实也激励了本发明的提出。

发明内容

本发明提出的一种非线性系统动态事件触发终端滑模控制方法、设备及存储介质，可至少解决背景技术中的技术问题之一。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种非线性系统动态事件触发终端滑模控制方法，通过计算机设备执行以下步骤，它包括动态事件发生器模块、终端滑模控制器模块、编码模块和解码模块；本发明的控制方法实现的主要步骤如下：

步骤1：滑模面和控制器设计为：

其中且其中p_i,q_i是正奇数，K是控制器增益，Φ₁(X₁(t),X₂(t)),Φ₂(X₁(t),X₂(t)),表示光滑的矢量函数；表示系统状态；C是非奇异的常数矩阵；B是系统参数矩阵；