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专利号: 2019107115263
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑通信时延的定周期采样控制系统稳定判断方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.建立采样系统模型,定义向量和矩阵;

所述系统模型为 其中x(t)为状态向量,u(t)为控制输入,A、B是系统矩阵;tk为采样时刻,k=0,1,2…,所述系统模型满足:tk+1‑tk=h,h是采样周期;

S2.构建李雅普诺夫泛函;

S3.获得系统稳定性条件;

S4.计算给定通信时延下保证系统稳定允许的最大采样周期;

所述S1步骤控制输入u(t)为:u(t)=Kx(t‑τ(t)),且满足h+τ=η,τ(t)=t‑tk+τ,K是控制器增益,η是采样周期与通信时延的和,S1中定义的向量和矩阵如下:v3(t)=x(t)‑x(tk),v4(t)=x(t)‑x(tk+1),v5(t)=x(t‑τ)‑x(tk‑τ),v6(t)=x(t‑τ)‑x(tk+1‑τ),T T T

ζ5=[x (tk+1),x (tk+1‑τ)] ,ej=[0n×(j‑1)nIn0n×(11‑j)n],j=1,2,…,11;

其中,S2步骤中构建的李雅普诺夫泛函为:T

其中,V1(t)=ζ1(t)Pζ1(t),对李雅普诺夫泛函求导得到:其中,

将J2和J3分成多个积分区间,得到如下式子:整理后可得到:

应用自由矩阵积分不等式对积分项进行界定,得到:引入以下零等式

最后上述零等式右边部分加入到泛函的导数 当中,得到:其中,

Δ1=φ1+hφ2+φ4,Δ2=φ1+hφ3+φ5这里,

如果Δ1<0和Δ2<0对于h>0成立的,则系统(1)是稳定的,T

对于给定的h>0和τ≥0,若存在矩阵P>0,S>0,Z1>0, Z3>0,Q1,Q2,G=G ,R2>0, R4>0,Li,i=1,2,3,Yj,j=1,2,...7,满足以下线性矩阵不等式,则系统是稳定的,所述线性矩阵不等式为:其中,

Ψ1=[Y2 Y4 Y6],Ψ2=[L1 L2 L3 Y5],Ψ3=[Y1 Y3],Θ1=diag{R2,R4,Z2+Z3},Θ2=diag{Z1,3Z1,5Z1,Z3},Θ3=diag{R1+Z3,R3+Z2},Γ13=e1‑e3,Γ14=e5‑e1,Γ15=e2‑e4,Γ16=e6‑e2,Γ17=e1‑e2,Γ18=e1+e2‑2e10Γ19=e1‑e2+6e10‑6e11,Γ20=e3‑e4Γ21=e4‑e7,Γ22=e8‑Ae1‑BKe4。