有限时间状态反馈控制器设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种有限时间状态反馈控制器设计方法及装置，涉及非线性系统控制技术领域。方法包括基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T‑S模糊时滞模型。然后设计初始区间二型模糊状态反馈控制器，所述初始区间二型模糊状态反馈控制器包括待求解控制器增益矩阵。再基于所述区间二型T‑S模糊时滞模型和初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统。最后基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵。基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，最终获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器。方法更简单、有效。

【技术实现步骤摘要】
有限时间状态反馈控制器设计方法及装置
本专利技术涉及非线性系统控制
，具体而言，涉及一种有限时间状态反馈控制器设计方法及装置。
技术介绍
在过去的几十年中，Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型被广泛的应用于系统控制领域，针对系统的稳定性分析和控制系统设计相继提出了许多有价值的成果。近年来，一型模糊模型逐渐的被应用于非线性系统的研究当中，现有的研究成果表明模糊模型可以用来处理一些复杂的非线性系统。在非线性控制领域，一型模糊模型有许多实际应用的实例。当使用模糊模型处理多变量系统时，可以有效地减少规则的数量。一型模糊控制的一些研究成果已成功应用于复杂的工业控制当中。随着所研究的系统越来越复杂并且通常具有不确定性，用一个确定的隶属度描述某个对象隶属于某个模糊集的程度显得越来越困难。特别是在高度不确定性环境中，一型模糊集往往不能获得较好的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有限时间状态反馈控制器设计方法及装置，为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种有限时间状态反馈控制器设计方法，所述方法包括基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T-S模糊时滞模型；设计初始区间二型模糊状态反馈控制器，所述初始区间二型模糊状态反馈控制器包括待求解控制器增益矩阵；基于所述区间二型T-S模糊时滞模型和初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统；基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵；基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器。第二方面，本专利技术实施例提供了一种有限时间状态反馈控制器设计装置，所述装置包括第一获取单元、第二获取单元、第一处理单元、第二处理单元和第三处理单元。第一获取单元，用于基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T-S模糊时滞模型。第二获取单元，用于设计初始区间二型模糊状态反馈控制器，所述初始区间二型模糊状态反馈控制器包括待求解控制器增益矩阵。第一处理单元，用于基于所述区间二型T-S模糊时滞模型和初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统。第二处理单元，用于基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵。第三处理单元，用于基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器。本专利技术实施例的有益效果是：基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T-S模糊时滞模型后，设计初始区间二型模糊状态反馈控制器，所述初始区间二型模糊状态反馈控制器包括待求解控制器增益矩阵。再基于所述区间二型T-S模糊时滞模型和初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统。然后基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵。基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器。方法更简单、有效。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为一种可应用于本专利技术实施例中的电子设备的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计方法的应用实例1闭环系统的状态响应结果示意图；图4为本专利技术实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计方法的应用实例1闭环系统的状态向量的范数结果示意图；图5为本专利技术实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计方法的应用实例2闭环系统的状态响应结果示意图；图6为本专利技术实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计方法的应用实例2闭环系统的状态向量的范数结果示意图；图7为本专利技术实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。图1示出了一种可应用于本专利技术实施例中的电子设备100的结构框图。如图1所示，电子设备100可以包括存储器102、存储控制器104、一个或多个(图1中仅示出一个)处理器106、外设接口108、输入输出模块110、音频模块112、显示模块114、射频模块116和有限时间状态反馈控制器设计装置。存储器102、存储控制器104、处理器106、外设接口108、输入输出模块110、音频模块112、显示模块114、射频模块116各元件之间直接或间接地电连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间可以通过一条或多条通讯总线或信号总线实现电连接。有限时间状态反馈控制器设计方法分别包括至少一个可以以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器102中的软件功能模块，例如所述有限时间状态反馈控制器设计装置包括的软件功能模块或计算机程序。存储器102可以存储各种软件程序以及模块，如本申请实施例提供的有限时间状态反馈控制器设计方法及装置对应的程序指令/模块。处理器106通过运行存储在存储器102中的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的有限时间状态反馈控制器设计方法。存储器102可以包括但不限于随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)等。处理器106可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有限时间状态反馈控制器设计方法，其特征在于，所述方法包括：基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T‑S模糊时滞模型；设计初始区间二型模糊状态反馈控制器，所述初始区间二型模糊状态反馈控制器包括待求解控制器增益矩阵；基于所述区间二型T‑S模糊时滞模型和所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统；基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵；基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器。

【技术特征摘要】
1.一种有限时间状态反馈控制器设计方法，其特征在于，所述方法包括：基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T-S模糊时滞模型；设计初始区间二型模糊状态反馈控制器，所述初始区间二型模糊状态反馈控制器包括待求解控制器增益矩阵；基于所述区间二型T-S模糊时滞模型和所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统；基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵；基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于获取到的参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T-S模糊时滞模型，包括：基于扇区非线性方法和所述参数不确定非线性时滞系统，获得区间二型T-S模糊时滞模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述区间二型T-S模糊时滞模型和所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得闭环系统，包括：将所述初始区间二型模糊状态反馈控制器带入所述区间二型T-S模糊时滞模型中，获得闭环系统。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设计算规则为锥补线性化算法，基于所述闭环系统及预设计算规则，获得控制器增益矩阵，包括：根据所述锥补线性化算法求解所述闭环系统中的所述待求解控制器增益矩阵，获得控制器增益矩阵。5.根据权利要求1-4任一权项所述的方法，其特征在于，基于所述控制器增益矩阵及所述初始区间二型模糊状态反馈控制器，获得所述参数不确定非线性时滞系统的有限时间区间二型模糊状态反馈控制器，包括：将所述控制器增益矩阵带入到所述初始区间二型模糊状态反馈控制器中，获得所述参数不...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，刘佳豪，梁伟博，佃松宜，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51