申请/专利权人：杭州电子科技大学

申请日：2022-01-25

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114442683B

主分类号：G05D9/12

分类号：G05D9/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.05.24#实质审查的生效;2022.05.06#公开

摘要：本发明公开了一种水箱液位控制系统的事件触发PI控制方法。本发明方法首先利用正切换系统建立水箱液位控制系统的状态空间模型。借助多重线性余正Lyapunov函数和矩阵分解技术设计了PI控制器，使得系统得到合理的液位控制，从而保证人们生活和生产的正常顺利进行。基于事件触发机制，设计事件触发PI控制器，降低了系统设计成本和避免了资源浪费，保证了生产效益。

主权项：1.一种水箱液位控制系统的事件触发PI控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、建立多容水箱液位控制系统的正切换系统状态空间模型；步骤2、建立水箱液位控制系统的事件触发控制律；步骤3、设计事件触发PI控制器的积分部分；步骤4、构建水箱液位控制系统的事件触发条件；步骤5、设计水箱液位控制系统平稳运行的条件；步骤6、水箱液位控制系统的正性验证过程；步骤7、水箱液位控制系统的稳定性的验证过程；步骤1具体方法如下：建立多容水箱液位控制系统的状态空间模型： yt＝Cσtxt其中，表示t时刻水箱中的水量，表示对向量xt求导数的运算，是可控制的阀门的水流量，表示t时刻通过传感器采集得到的流出水箱的水量；函数σt代表切换律，并从有限集合中取值；当σt＝p时，第p个子系统被激活，其中，Ap,Bp,Cp是已知的第p个子系统的系统矩阵，其中，Ap是一个Metzler矩阵非对角线元素非负,分别表示n维、r维、s维、n+s维列向量，正整数集和非负整数集；表示向量[x1t,x2t,...,xnt]的转置；步骤2具体方法如下：建立水箱液位控制系统的事件触发控制律，其构建形式如下： 其中，Kp和Fp分别是需要设计的第p个子系统的比例增益矩阵和积分增益矩阵，et是PI控制器的积分部分；步骤3具体方法如下：设计事件触发PI控制器的积分部分，其构建形式如下： 其中，Lp是要设计的第p个子系统的反馈增益矩阵，α为调优参数且α＞0；步骤4具体方法如下：基于1范数构建水箱液位控制系统的事件触发条件： 其中，β1,β2是给定的常数，且满足0＜β1＜1，0＜β2＜0.5；表示测量的水箱中水量的误差，表示测量的流出水箱的水量的误差，其中表示tm时刻水箱中的水量，xt表示t时刻水箱中的水量，表示tm时刻流出水箱的水量，yt表示t时刻流出水箱的水量，且tm为事件触发时刻；||·||1代表向量的1范数，即向量中所有元素的绝对值之和；∪表示或的关系，表示当满足条件或条件时，该事件触发条件成立，即水箱液位控制系统被触发；步骤5具体方法如下：设计水箱液位控制系统平稳运行的条件如下：5.1设计常数ζ＞0，μ＞0，λ＞1，向量向量和向量使得： 对任意和l＝1,2,…,r成立，那么，在步骤2中的事件触发控制律下和平均驻留时间切换条件： 下，所述的水箱液位控制系统是正且稳定的，其中，Φ＝I-β11n×n，Ψ＝I+β11n×n，Γ＝I+β21s×s，1n×n是一个所有元素都为1的n行n列的矩阵，1s×s是一个所有元素都为1的s行s列的矩阵，I是一个具有相容维度的单位矩阵；向量的上标p和下标p均表示对于第p个子系统的向量，上标q表示对于第q个子系统的向量，且p,q均属于向量中的上标+表示该向量的所有元素都是正的，向量中的上标-表示该向量的所有元素都是负的，表示向量ηp的上界，ηp表示向量ηp的下界，表示向量的上界，表示向量的下界；5.2设计水箱液位控制系统的控制器增益为： 且满足： 其中，是一个第l个元素为1其余元素全为0的r维列向量，1r是所有元素全为1的r维列向量，是一个第个元素为1其余元素全为0的s维列向量，1s是所有元素全为1的s维列向量，中的上标+表示该增益矩阵的所有元素都是正的，中的上标-表示该增益矩阵的所有元素都是负的。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 杭州电子科技大学 一种水箱液位控制系统的事件触发PI控制方法

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