CN112083664A - 一种网络环境下的异步切换控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络环境下的异步切换控制***，涉及控制***技术领域；网络与网络分布器连接，网络分布器与控制器连接，控制器数个子***与状态反馈控制器连接，状态反馈控制器与连续时间网络控制切换***连接，连续时间网络控制切换***与数个子***连接，子***与设备连接；本发明在子***切换时，通过相应控制器以保证***是指数稳定的，并在切换面上具有良好的过渡曲线；能够准确的控制，稳定性高，操作简便，使用方便，节省时间。

Description

一种网络环境下的异步切换控制***

技术领域

本发明属于控制***技术领域，具体涉及一种网络环境下的异步切换控制***。

背景技术

网络控制***是一种全分布式、网络化实时反馈控制***。将通信网络引入控制***，连接智能现场设备和自动化***，实现现场设备控制的分布化和网络化，加强了现场控制层和上层决策层之间的联系。由于采样和控制信号通过网络进行传输，***会存在网络诱导时延、数据丢包及错序等问题。其中，网络时延可能是定常、时变、甚至是随机的。

发明内容

为解决现有采样和控制信号通过网络进行传输，***会存在网络诱导时延、数据丢包及错序等问题。其中，网络时延可能是定常、时变、甚至是随机的问题；本发明的目的在于提供一种网络环境下的异步切换控制***。

本发明的一种网络环境下的异步切换控制***，包括网络分布器、控制器、连续时间网络控制切换***、状态反馈控制器、子***；网络与网络分布器连接，网络分布器与控制器连接，控制器数个子***与状态反馈控制器连接，状态反馈控制器与连续时间网络控制切换***连接，连续时间网络控制切换***与数个子***连接，子***与设备连接。

一种网络环境下的异步切换控制***，在固定时滞情况下：

考虑连续时间网络控制切换***：

其中x(t)∈Rn为状态变量，u(t)∈Rq为控制输入，A_σ(t)、B_σ(t)为常值矩阵，x₀为***初始状态；对于σ(t)∈N，N为子***集合，子***切换信号σ(t)→(t₀，σ(t₀))，(t₁，σ(t₁))，...，(t_n，σ(t_n))，...，控制器切换信号

其中t₀为初始时刻，t_n表示第n次切换时刻，n＝{1，2，3……}，T为固定时滞，0＜＝T＜d。

控制器可表示为：

当t∈[t_k，t_k+1)，k＝0，1，2时，令σ(t_k ⁺)＝i，σ(t_k ^-)＝j，***可描述为：

其中，

为状态向量的初始函数。

定理：对于所述***，给定正标量α＞0、β＞0，如果存在正定对称矩阵X_i和X_ij，以及适当维数的矩Y_i，Y_ij，对任意子***i，i≠j，满足：

其中，子***的最大滞留时间

以及μ满足μ+e^μ＝1+min{α，β}。引入状态反馈控制器：

u(t)＝K_ix(t-τ)，K_i＝Y_iX_i ^-1

可以保证带有固定时滞T＜d的闭环***指数稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一、在子***切换时，通过相应控制器以保证***是指数稳定的，并在切换面上具有良好的过渡曲线；

二、能够准确的控制，稳定性高，操作简便，使用方便，节省时间。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：包括网络分布器、控制器、连续时间网络控制切换***、状态反馈控制器、子***；网络与网络分布器连接，网络分布器与控制器连接，控制器数个子***与状态反馈控制器连接，状态反馈控制器与连续时间网络控制切换***连接，连续时间网络控制切换***与数个子***连接，子***与设备连接。

一种网络环境下的异步切换控制***，在固定时滞情况下：

考虑连续时间网络控制切换***：

其中x(t)∈Rn为状态变量，u(t)∈Rq为控制输入，A_σ(t)、B_σ(t)为常值矩阵，x₀为***初始状态；对于σ(t)∈N，N为子***集合，子***切换信号σ(t)→(t₀，σ(t₀))，(t₁，σ(t₁))，...，(t_n，σ(t_n))，...，控制器切换信号

其中t₀为初始时刻，t_n表示第n次切换时刻，n＝{1，2，3……}，T为固定时滞，0＜＝T＜d。

控制器可表示为：

当t∈[t_k，t_k+1)，k＝0，1，2时，令σ(t_k ⁺)＝i，σ(t_k ^-)＝j，***可描述为：

其中，

为状态向量的初始函数。

定理：对于所述***，给定正标量α＞0、β＞0，如果存在正定对称矩阵X_i和X_ij，以及适当维数的矩Y_i，Y_ij，对任意子***i，i≠j，满足：

其中，子***的最大滞留时间

以及μ满足μ+e^μ＝1+min{α，β}。引入状态反馈控制器：

u(t)＝K_ix(t-τ)，K_i＝Y_iX_i ^-1

保证带有固定时滞T＜d的闭环***指数稳定。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种网络环境下的异步切换控制***，其特征在于：包括网络分布器、控制器、连续时间网络控制切换***、状态反馈控制器、子***；网络与网络分布器连接，网络分布器与控制器连接，控制器数个子***与状态反馈控制器连接，状态反馈控制器与连续时间网络控制切换***连接，连续时间网络控制切换***与数个子***连接，子***与设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种网络环境下的异步切换控制***，其特征在于：一种网络环境下的异步切换控制***在固定时滞情况下：

考虑连续时间网络控制切换***：

x(0)＝x₀

其中x(t)∈Rn为状态变量，u(t)∈Rq为控制输入，A_σ(t)、B_σ(t)为常值矩阵，x₀为***初始状态；对于σ(t)∈N，N为子***集合，子***切换信号σ(t)→(t₀，σ(t₀))，(t₁，σ(t₁))，...，(t_n，σ(t_n))，...，控制器切换信号

其中t₀为初始时刻，t_n表示第n次切换时刻，n＝{1,2,3……},τ为固定时滞，0<＝τ<d。

控制器可表示为：

当t∈[t_k，t_k+1)，k＝0,1,2时，令σ(t_k ⁺)＝i，σ(t_k ^-)＝j，***可描述为：

其中，

为状态向量的初始函数。

定理：对于所述***，给定正标量α＞0、β＞0，如果存在正定对称矩阵X_i和X_ij，以及适当维数的矩Y_i，Y_ij，对任意子***i，i≠j，满足：

其中，子***的最大滞留时间

以及μ满足μ+e^μ＝1+min{α，β}。引入状态反馈控制器：

u(t)＝K_ix(t-τ)，K_i＝Y_iK_i ^-1

可以保证带有固定时滞τ＜d的闭环***指数稳定。

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