一种适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统，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，利用观测器对互联非线性系统各子系统状态进行估计，利用第一触发器和第二触发器确定传感器输出通道触发值和控制器触发值，进而得到互联非线性系统各子系统实际控制输入信号，并将其发送给执行器。本发明专利技术同时考虑到了执行器攻击、外接干扰以及各子系统之间耦合影响，能够在一定程度上增强控制系统可靠性，实现对轨迹跟踪的有效控制，并且减少了系统信息传输量以及控制成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统及方法


[0001]本专利技术属于具有执行器攻击以及外部扰动的一种基于观测器
‑
事件触发的可靠优化控制 技术，更为具体地讲，涉及受到执行器攻击以及外界扰动下一类互联非线性系统的建模、系 统基于触发机制的分散式观测器设计、优化控制器设计、执行器
‑
传感器通道事件触发机制的 设计、跟踪性能稳定性的证明。

技术介绍

[0002]随着工业自动化程度不断提高，现代工业系统中包含越来越多的非线性子单元，为完 成复杂的工业控制目标，往往需要集成多个互联的子系统。如网络通讯系统，信息物理融 合系统以及电网系统等。该类系统属于典型的非线性大系统，在连接过程中涉及到多状态 多物理耦合特性的连接。然而，由于各个子系统特性各异，连接机理复杂，这给系统的控 制也带来了诸多挑战。一方面，由于互联子系统较多，干扰进入系统渠道增多，使得系统 容易受到外界干扰的影响；另一方面，系统容易发生攻击，如执行器攻击，同样影响系统 的工作性能。
[0003]最近，为了节约系统的传输资源，研究者设计了基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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；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，并依据传感器输出通道触发值，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；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。2.根据权利要求1所述的适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统，其特征在于，所述互联非线性系统综合控制模型如下所示：述互联非线性系统综合控制模型如下所示：其中，x
i
(t)∈R
n
(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；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；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。3.根据权利要求2所述的适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统，其特征在于，所述传感器输出通道触发条件为：e
y
(t
k
h+νh)
T
Ω
ki
e
y
(t
k
h+νh)≤μ
s
(t
k
h+νh)y
i
(t
k
h)
T
Ω
ki
y
i
(t
k
h)式中，Ω
ki
表示权重矩阵；{t
k
}表示第一触发序列，h表示采样周期；e
y
(t
k
h+νh)＝y
i
(t
k
h+νh)
‑
y
i
(t
k
h)，y
i
(t
k
h)表示第i个子系统触发时刻t
k
h对应的触发值，y
i
(t
k
h+νh)表示第i个子系统触发时刻t
k
h+νh对应的触发值，ν∈M，M表示正整数，μ
s
(t
k
h+νh)∈[μ
s1
,μ
s2
]，0≤μ
s1
≤μ
s2
<1，其中m
a
>0,m
b
>1表示两个阈值参数。4.根据权利要求2所述的适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统，其特征在于，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。5.根据权利要求4所述的适用于互联非线性系统的可靠优化控制系统，其特征在于，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，L
di
∈R
n
×
p
,L
mi
∈R
n
×
q
和L
ζi
∈R
q...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭斌，佃松宜，赵涛，游星星，朱雨琪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：