【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络控制，尤其涉及一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法。
技术介绍
1、近年来，随着网络通信技术的不断发展，信息物理系统通过共享网络环境将人机交互、计算单元和物理部件有机结合，实现了比传统系统更高的智能性和自主性。信息物理系统在众多智能领域有着良好的发展前景，包括智能制造、智能交通、智慧城市、医疗健康等。
2、在网络通信过程中，相比时间触发控制方法，事件触发控制方法能够在保证系统性能的前提下节约网络通信资源，因此得到了广泛的研究和应用。不同于其他事件触发控制方法，记忆事件触发控制方法通过在系统状态响应的波峰或波谷处传输更多的采样数据包以缩短瞬态过程，提高控制性能。
3、由于记忆事件触发控制方法更注重系统性能，使得系统在规定时间内频繁触发，对网络通信资源造成不必要的浪费，因此研究能够权衡系统性能与通信资源的记忆事件触发控制方法受到了一定的关注。比如engang tian等人在文献“an improved memory-event-triggered control for networked control systems”中提出了一种记忆事件触发控制方法。虽然提出的记忆触发控制方法能够充分利用了最近释放的信号信息，改善响应波峰或波谷的触发瞬间，但系统在准稳态过程中的触发次数较多，造成不必要的通信资源浪费。此外，enzhi cao等人在文献“memory-event-triggering h∞reliable controlfor networked jacket platforms a
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，提出的新型记忆事件触发机制能够在系统性能和通信资源之间实现更理想的权衡。
2、本专利技术的专利技术思想为：本专利技术构建信息物理系统模型，然后设计新型记忆事件触发机制，并构造状态反馈控制器，形成记忆事件触发控制系统的闭环模型，接着利用李雅普诺夫稳定性方法和lmi技术，同时联合设计新型记忆事件触发机制和状态反馈控制器，导出闭环信息物理系统带有h∞性能指标的渐近稳定充分条件，最后利用非线性解耦技术，得到事件触发参数与状态反馈控制器增益。
3、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用技术方案具体为：信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，包括如下步骤：
4、步骤1：构建信息物理系统模型，设计新型记忆事件触发机制，构造基于该事件触发机制的状态反馈控制器，形成信息物理系统的闭环状态空间模型：
5、步骤1.1：建立信息物理系统的状态空间模型为：
6、
7、其中，x(t)∈ra为状态向量，u(t)∈rb为控制输入向量，z(t)∈rc为控制输出向量，ω(t)∈rv为有界扰动向量，a∈ra×a，b∈ra×b，c∈rc×a和e∈ra×v都是已知的具有适当维度的常系数矩阵，r表示实数集，a，b，c，v是正整数，分别代表了向量x(t)，u(t)，z(t)，ω(t)对应的维度；
8、步骤1.2：普通记忆事件触发机制设计如下所示：
9、
10、其中，eq(t)＝x(tk-q+1h)-x(ikh)，εq∈(0,1)是历史传输信息的权重参数，同时满足条件与εq≥εq+1，q＝1,2,…,r-1，r为存储器的存储上限，x(tk-q+1h)是存储器内存储第q个历史传输信息，x(ikh)是第k次触发系统的采样状态，h表示采样周期，tkh为第k次触发瞬间，ikh为第k次触发后的系统采样，因此ikh＝tkh+lh，其中是第k次触发后第l次采样时刻，ik，tk，k和l都是自然数，φ是待设计的触发参数；
11、步骤1.3：引入一个新的动态参数σ(t)设计的新型记忆事件触发机制如下：：
12、
13、步骤1.4：ρ(t)为自适应调整的动态函数，具体表达如下：
14、
15、其中ρ0，ρ1和λ1都表示一个预定义常数；
16、步骤1.5：新型记忆事件触发机制中的动态参数σ(t)，具体表示如下：
17、
18、其中，σ0、σ1、λ2、λ3都是预定义常数,且σ0和σ1满足条件0＜σ0＜σ1，σ0+λ2σ1＝1；
19、步骤1.6：基于步骤1.3决定触发的状态，构造状态反馈控制器：
20、u(t)＝kx(tkh),t∈rk (6)
21、其中，k是待设计的控制器增益，x(tkh)是事件生成器正常传输的状态信号，控制器接收到的两个相邻信号的时间间隔表示为代表网络在tk时刻的通信延迟；
22、步骤1.7：基于采样周期的思想，将区间rk划分为各子区间，即：
23、
24、其中，lk＝tk+1h-tkh-1，时延τk(t)满足条件：
25、
26、其中，表示时延上界，τm表示与时延τ和采样周期h相关的上界参数；
27、步骤1.8：定义当前采样状态和最近触发状态的误差e(ikh)为：
28、e(ikh)＝x(tkh)-x(ikh) (9)
29、其中，ikh表示第k个采样瞬间；
30、步骤1.9：信息物理系统的闭环模型可以被描述为：
31、
32、步骤2：利用李雅普诺夫稳定性方法和lmi方法，联合设计新型记忆事件触发机制和状态反馈控制器，并导出闭环信息物理系统带有h∞性能指标的渐近稳定充分条件：
33、对于给定的正常数r，εq，ρm，τm，γ和控制器增益矩阵k，若具有适当维度的正定矩阵p＞0，r＞0，φ＞0，q＞0，和具有适当维数的实矩阵u满足以下条件：
34、
35、
36、其中，
37、
38、ξ(2,1)＝[c 0 0 0 … 0 0]
39、ξ(3,1)＝[a bk 0 0 … 0 e]
40、ξ(2,2)＝-i，
41、π(2,1)＝(bk)tp+q-u，π(2,2)＝-2q+u+ut+ρmφ，
42、π(3,1)＝u，π(3,2)＝q-u，π(3,3)＝-q-r，π(4,1)＝-(bk)tp，
43、π(4,4)＝-σ0·ε1φ，π(r+3,r+3)＝-σ0·εrφ，
44、π(r+4,1)＝etp，π(r+4,r+4)＝-γ2i；
45、因此信息物理系统(1)在新型记忆事件触发控制方法下渐进稳定，且满足给定的h∞性能指标γ；...
【技术保护点】
1.一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，其特征在于，所述步骤1包含以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，其特征在于，所述包含以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，其特征在于，所述包含以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种信息物理系统的新型记忆事件触发控制方法，其特征在于，所述步骤1包含以下步骤：
3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏，杨婧，兰茜茜，尤竹婷，郑智霖，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。