[发明专利]一种多变量通信受限网络控制系统非均匀采样保性能控制方法

摘要

一种多变量通信受限网络控制系统非均匀采样保性能控制方法，包括以下步骤：1）根据实际工况对控制对象的模型进行辨识得到对象模型参数；根据系统动态性能和鲁棒稳定性的要求确定期望的性能指标参数，控制器可调参数，系统采样周期、系统传输周期初始值，采样序列和更新序列；系统模型为（1）；2）根据信号采样周期、采样序列和更新序列，在线解析计算保性能控制器，最优解则就是多变量通信受限网络控制系统非均匀采样保性能控制器；3）由D/A转换后输出至执行器，由执行器作用到被控对象,使被控对象运行在给定的范围内。本发明有效避免多个控制器周期性切换，而且方便系统采样周期调度，降低网络负荷，提高系统的整体性能。

主权项

1.一种多变量通信受限网络控制系统非均匀采样保性能控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：1）、根据实际工况对控制对象的模型进行辨识得到对象模型参数；根据系统动态性能和鲁棒稳定性的要求确定期望的性能指标参数，控制器可调参数，系统采样周期、系统传输周期初始值，采样序列和更新序列；系统模型为：式中x(t)∈Rⁿ是状态向量，u(t)∈R^m是控制输入，y(t)∈R^r是系统输出，A_c,B_c,C_c是适当维数的系统矩阵；2）、根据信号采样周期、采样序列和更新序列，在线解析计算保性能控制器；过程如下：(2.1)根据通信序列进行被控对象模型转换其中：W=[W₁,…,W_j,...,W_m],U_k=[U₁,...,U_j，...,U_m]^T,Y_k=[Y₁,...,Y_i,...,Y_r]^T，O=[O₁,...,O_i,...,O_r]^T，H=[H₁,...,H_i,...,H_r]^T,——代表第i个传感器输出信号在一个有效传输周期内的采样时刻，——代表第j个控制器输出信号在一个有效传输周期内的更新时刻，n——代表满足条件时c的最大值，B_c,j——代表矩阵B_c的第j列，——代表C第i行；(2.2)设计系统的性能指标，如以下形式： 其中：Q和R是适当维数的给定对称正定加权矩阵；(2.3)设计如下状态观测器，如以下形式：(2.4)把观测器求解转化为以下矩阵不等式的解：-P＜0其中L=P^-1*Y。(2.5)设计保性能控制器，如以下形式：(2.6)把保性能控制器求解转化为以下优化问题的解其中的最优解则就是多变量通信受限网络控制系统非均匀采样保性能控制器；3）由D/A转换后输出至执行器，由执行器作用到被控对象,使被控对象运行在给定的范围内。