申请/专利权人：中国地质大学(武汉)

申请日：2022-03-31

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114895645B

主分类号：G05B23/02

分类号：G05B23/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.08.30#实质审查的生效;2022.08.12#公开

摘要：本发明公开一种考虑非零均值噪声的网络控制系统性能极限分析方法，该方法包括：在网络控制系统反馈通道利用Bernoulli过程对数据丢包过程进行建模，并假设系统的参考输入和通道噪声信号均为具有非零均值的独立同分布随机过程，且两者相互独立，通过全通分解、空间分解、控制器的Youla参数化方法以及随机信号的统计特性等工具和方法对系统模型进行推导，最终得到了该网络控制系统的最优跟踪性能显式表达式。本发明揭示了网络控制系统跟踪性能与系统本身特性和通讯约束之间的内在联系，能更好地指导该类网络控制系统的最优控制器设计。

主权项：1.一种考虑非零均值噪声的网络控制系统性能极限分析方法，其特征在于，包括以下步骤：建立一种基于单自由度控制器的多输入多输出离散的网络控制系统模型，所述网络控制系统模型的控制输入为第一表达式： 其中，表示信号x的变换形式，x包括：r、n、u、y、e，n表示反馈通道中的非零均值白噪声，在信道i具有非零均值μni和方差m表示信道总数，r表示建模为非零均值白噪声随机过程的参考输入，在信道i具有非零均值μri和方差u和y分别为控制输入和系统输出，K为单自由度控制器，G为被控对象，数据丢包建模为Bernoulli丢包过程，表示为参数其概率分布函数为其中α为发生数据丢失的概率，满足0≤α≤1；所述网络控制系统模型的系统输出为第二表达式： 则误差信号为第三表达式： 其中，Terz为参考输入r到误差信号e的传递函数，且Terz＝1-1+1-αGK-1GK，Tenz为噪声信号n到误差信号e的传递函数，且Tenz＝1+1+1-αGK-1GK；定义网络控制系统模型的跟踪性能指标J为第四表达式： 其中Ε为期望算子，与μe＝diagμe1,μe2,...,μem分别表示误差信号e的方差矩阵与均值矩阵，Ce0为误差信号的协方差矩阵，k表示网络控制系统的离散时间序列，tr表示矩阵的迹；根据第四表达式，得到网络控制系统模型的第一最优跟踪性能表达式为第五表达式： 其中，是任何能够使网络控制系统模型稳定的单自由度控制器K的集合，σri和σni分别表示信道i的参考输入r和噪声信号n的方差，Vr＝diagσr1,σr2,…,σrm、Vn＝diagσn1,σn2,…,σnm分别表示表示信道i的参考输入r和噪声信号n的方差矩阵，μri和μni分别表示信道i的参考输入r和噪声信号n的均值，μr＝diagμr1,μr2,...,μrm、μn＝diagμn1,μn2,...,μnm分别表示信道i的参考输入r和噪声信号n的均值矩阵；基于有理传递函数矩阵的互质分解双Bezout等式以及单自由度控制器的Youla参数化形式得到第六表达式： 和第七表达式： 其中Nz和Mz为1-αGz经过右互质分解分别关于零点和极点的因子，和为1-αGz经过左互质分解分别关于零点和极点的因子，为满足双Bezout等式的某一矩阵，Qz为单自由度控制器自由设计的参数，I为单位矩阵，Gz为被控对象G的传递函数矩阵，表示稳定的、正则的、实有理传递函数或矩阵集合；根据第五、第六和第七表达式，计算得到网络控制系统模型的第二最优跟踪性能表达式为第八表达式： 利用全通分解技术计算所述第二最优跟踪性能表达式，从而得到网络控制系统的最优跟踪性能。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国地质大学(武汉) 考虑非零均值噪声的网络控制系统性能极限分析方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD