一种基于噪声数据的未知切换系统在线控制方法技术方案

本发明专利技术方法提供了一种基于噪声数据的未知切换系统在线控制方法，每一时刻收集历史运行数据，根据系统的运行轨迹将系统的运行过程划分为四个阶段，在不同阶段采用不同的控制法则进行控制。在激励阶段，控制器侧采用一组设计好的随机控制序列对系统进行控制。在更新阶段，系统求解一个低复杂度的基于数据的SDP问题，利用其最优解构造状态反馈控制器对系统进行控制。在收敛阶段和稳定阶段，系统不在进行SDP求解，而是使用最近求解得到的状态反馈矩阵对系统先进性控制。由此可见，本发明专利技术不需要预先的系统辨识，只需要数据采样并计算自触发时刻，就可以对未知切换系统进行状态闭环控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于噪声数据的未知切换系统在线控制方法


[0001]本专利技术涉及智能制造
，具体涉及一种基于噪声数据的未知切换系统在线控制方法。

技术介绍

[0002]为推动传统制造业向智能制造业转型升级，亟需解决生产线数据采集、信息处理、设备管控、作业调度、生产计划管理和决策等方面的难题。为了满足个性化需求，生产线的柔性化设计成为了关注的焦点。由于生产线随着流程以及各种要求不断变化，这一系统是个典型的切换系统。这种系统在其他的现代现代工程系统中使用频繁，例如飞机控制系统、电力系统、化工控制系统、移动机器人系统等。
[0003]在这一系统中，即便每个单独的子系统能够保持稳定，如果控制法则和每个子系统的控制律之间不能有效匹配那么系统仍有可能会发散。前期针对这种系统的控制器的设计主要集中在基于模型的方法，即需要预先构建系统模型或者利用收集到的数据进行系统辨识。但是随着系统规模的不断增加，系统辨识的难度和计算量也呈现出指数级别的增长。为了解决这一问题，基于数据驱动的方法在这几年中掀起了研究热潮。这种方法直接从数据中学习到系统的控制律，从而实现对系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于噪声数据的未知切换系统在线控制方法，其特征在于具体步骤包括：S1、设置T＝2N
‑
1，其中，N＝(n
x
+1)n
u
+n
x
，未知切换系统在运行过程中，收集过去T个时刻的状态数据和输入数据，构建长度为T的k
‑
1时刻输入数据矩阵U
k
‑1、状态数据矩阵X
k
‑1和k时刻的状态数据矩阵X
k
；k的初始值是T；n
x
为未知切换系统的状态维度，n
u
为控制输入的维度；S2、带入U
k
‑1，X
k
‑1和X
k
，求解SDP优化问题，得到k时刻的控制增益矩阵K(k)＝U0Q(k)P(k)
‑1和李雅普诺夫矩阵P(k)；S3、构建李雅普诺夫函数V(x(k))＝x(k)
′
P(k)x(k)，判断未知切换系统当前的李雅普诺夫函数是否大于一个给定的值δ
V
，即V(x(k))>δ
V
是否成立；如果成立，则该未知切换系统未进入收敛域，未知切换系统采用在线控制法则进行控制，直到系统的李雅普诺夫函数小于给定值；如果不成立，则该未知切换系统进入收敛域，未知切换系统继续使用上一时刻的控制增益矩阵K(k
‑
1)，利用状态反馈控制律对未知切换系统进行控制，并且李雅普诺夫函数矩阵继续使用k
‑
1时刻的矩阵P(k
‑
1)，直到未知切换系统的李雅普诺夫函数超过这一给定值，完成基于噪声数据的未知切换系统在线控制。2.根据权利要求1所述的一种基于噪声数据的未知切换系统在线控制方法，其特征在于：所述的步骤S2中，在k时刻求解的SDP公式为：其中，(γ,Q,P,L,M)为待求解变量，矩阵Q为T
×
n
x
的矩阵，矩阵P为n
x
×
n
x
维的正定对称实数矩阵，矩阵L为n
x
×
n
x
的矩阵，矩阵M为T
×
T的矩阵，α>0为噪声调节参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，刘文婕，王钢，陈杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：