基于T-S模糊模型的不确定网络控制系统的PID控制器设计方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于T‑S模糊模型的不确定网络控制系统的PID控制器设计方法，利用T‑S模糊模型对还有不确定项的网络控制系统进行建模，增加了系统的鲁棒性；在控制器设计方面采用具有更优控制效果的PID控制器，增加了系统的控制效果；在对系统稳定性进行判定的时候，选择了构造Lyapunov函数的方法，减少了系统的保守性；在系统所能承受的最大时延以及控制器增益的时候，结合所得到的线性矩阵不等式设计了一个求解方法，对系统所能承受的最大时延及其控制器增益进行了求解。

【技术实现步骤摘要】
基于T-S模糊模型的不确定网络控制系统的PID控制器设计方法
本专利技术涉及一种网络控制系统，具体涉及一种不确定网络控制系统的PID控制器设计方法。
技术介绍
网络控制系统是指通过通讯网络形成闭环的反馈控制系统。在网络控制系统中，传感器、控制器和执行器等系统组件作为网络节点直接挂接在网络上，通过共享的有线或者无线通讯网络进行传感和控制信息的交换，因此网络控制系统与传统的直接点对点连接的控制系统相比，具有连线少、成本低、安装维护方便和灵活性高等优点，被广泛应用于汽车制造、机器人和飞行器控制系统等多个领域。近年来，随着控制系统从集中封闭式体系向开放分布式体系迅猛过渡，网络化控制系统已被各行业广泛应用。网络控制系统由传感器、控制器和执行器三部分组成，传感器和控制器以及控制器和执行器之间是通过网络进行数据传输的。由于网络控制系统在复杂的工业控制系统和航天器领域有很强的应用背景，因此其研究成为热点，并取得了不错的成果。影响网络控制系统性能的主要因素为系统传输时延以及丢包现象，其中由于时延而对系统性能的影响最为显著，而对于一个网络控制系统其时延得到是需要通过大量的时延数据所得到的。
技术实现思路
专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于T‑S模糊模型的不确定网络控制系统的PID控制器设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立带有时滞的不确定网络控制系统模型网络控制系统由一组微分代数方程描述，在系统运行点附近对其线性化，最终系统表示为：

【技术特征摘要】
1.一种基于T-S模糊模型的不确定网络控制系统的PID控制器设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立带有时滞的不确定网络控制系统模型网络控制系统由一组微分代数方程描述，在系统运行点附近对其线性化，最终系统表示为：式中，x为系统状态变量，A为系统状态矩阵，B为系统输入矩阵，C为系统输出矩阵，u为系统控制输入，y为系统控制输出，G为扰动项的系数矩阵，ω(k)为系统扰动状态矩阵，k＝0,1,2,3.....为第k时刻，ΔA和ΔB为不确定系数矩阵；并且，[ΔA(k)ΔB(k)]＝DF(k)[H1H2]式中，D、H1、H2为已知的常数矩阵，F(k)为未知矩阵，但为Lebesque可测量的，并且满足FT(k)F(k)≤I，其中I代表单位矩阵；(2)利用T-S模糊模型对不确定网络控制系统模型进行变换：如果模糊前提变量θj(k)是模糊集合Fij，j＝1,2,...,r，那么x(k+1)＝(Ai+ΔAi(k))x(k)+(Bi+ΔBi(k))u(k)+Giω(k)进而可以推导为：式中，i表示与横坐标有关的第i个模糊规则，i＝1,2,...r，j表示与横坐标有关的第j个模糊规则，j＝1,2,...r，r是模糊规则的数目；Ai、ΔAi、Bi、ΔBi、Gi,分别为第i个模糊规则下的A、ΔA、B、ΔB、G；θi(k)(i＝1,2,...r)为模糊前提变量；并且常数μi满足：μi≥0，(3)将整个不确定网络控制系统当中的控制器设计为PID控制器：如果模糊前提变量θj(k)是模糊集合Fij，j＝1,2,...,r，那么因为系统误差项e(k)＝-Cx(k)，进而上式可以推导为：式中，Kpi、KIi、KDi分别为第i项模糊规则的系统控制器的比例系数、积分系数、微分系数，Kpj、KIj、KDj分别为第j项模糊规则的系统控制器的比例系数、积分系数、微分系数，m为一个有序数列，k表示此时状态所处的时刻，Ts为系统采样周期，μj表示与纵坐标相关的μ的第j项取值；将控制器的整合公式(2)代入系统模型公式(1)可得：将复杂的网络控系统模型转化为简单的网络控制系统模型：对以下矩阵进行整合与定义：μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕欣欣，孙永辉，翟苏巍，侯栋宸，张博文，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32