[发明专利]一种适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统及方法

权利要求书

1.一种适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统，其特征在于包括互联非线性系统综合控制模型构建模块，接收模块，第一触发器，观测器，第二触发器，滑模控制器和控制器：

互联非线性系统综合控制模型构建模块，用于构建兼顾执行器攻击和外界干扰因素以及互联非线性系统各子系统之间耦合的互联非线性系统综合控制模型；所述互联非线性系统综合控制模型如下所示：

其中，x_i(t)∈Rⁿ(i＝1,...,N)表示互联非线性系统第i个子系统的状态参量，表示x_i(t)的一阶导数，n表示当前子系统状态x_i的维数；ψ(x_i(t))表示径向基向量，θ_i^*(x_i(t))表示趋近误差，χ_i^*表示一权重矩阵，ψ(x_i(t))、θ_i^*(x_i(t))和χ_i^*通过神经网络确定；u_ai(t)∈R^m表示攻击者登陆后的由设计者设计的实际控制输入信号；α_fi(t)表示攻击指示因子，α_fi(t)∈{0,1}，如，当α_fi(t)＝1表示指示执行器攻击发生，否则不发生；θ_ai(x_i,t)表示攻击者的攻击能量；ξ_i(t)∈R^d表示来自互联非线性系统的外界干扰；y_i(t)分别表示第i个子系统的输出信息；A_i,B_i,E_i和C_i分别表示互联非线性系统输入输出矩阵；表示第i个子系统和第j个子系统的连接矩阵；Θ_i表示与第i个子系统相邻的其余系统集合；

接收模块，用于实时接收互联非线性系统各子系统输出信息；

第一触发器，用于判断互联非线性系统各子系统传感器输出通道触发条件是否满足，并以满足触发条件时刻互联非线性系统各子系统输出信息作为传感器输出通道触发值发送给观测器；

观测器，用于基于构建的互联非线性系统综合控制模型，所述观测器以传感器输出通道触发值作为输入，并在机器人轨迹跟踪控制模型基础上利用积分器引入由观测器输出值和传感器输出通道触发值构建的积分项，对互联非线性系统各子系统实际状态及干扰信号进行估计；所述观测器具体设计为：

其中和表示对x_i(t)、x_j(t)、y_i(t)和χ_i^*的估计，ψ(x_i(t))表示径向基向量，L_di∈R^n×p,L_mi∈R^n×q和L_ζi∈R^q×p表示观测器增益，p和q表示观测器增益对应的维数；y_i(t_kh)表示第i个子系统传感器输出通道在t_kh时刻的触发值，表示基于记忆的补偿项：

其中表示对γ_i的估计，P_e＝diag{P₁,...,P_i,...P_N}，P_i表示正定对称矩阵,L_e表示一待选矩阵；L_dζ＝[L_di -L_ζi]^T；e_ζi(t)＝[e_xi(t) y_ζi(t)]^T；I表示单位矩阵，β_i＞0表示一大于零的标量；

第二触发器，用于判断互联非线性系统各子系统控制输出触发条件是否满足；

滑模控制器，用于基于互联非线性系统各子系统的滑模面对应的切换函数得到各子系统控制自适应参数；

控制器，用于依据观测器得到的互联非线性系统各子系统实际状态及干扰信号估计结果及各子系统控制自适应参数，得到满足各子系统控制输出触发条件时刻的实际控制输入信号，并将其发送给执行器。