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专利号: 2020102748510
申请人: 浙江工业大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种防不确定DoS攻击的舞台移动机器人编队异步控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S01:建立异构移动舞台机器人系统在遭受DoS攻击下的领导者和跟随者的离散时间运动学模型;

S02:根据模型设计保证异构移动舞台机器人系统一致性的异步控制器形式;

S03:应用线性矩阵不等式工具包求解异步控制器增益;

步骤S02中的异步控制器形式包括:

其中Fσ(k)和Kiσ(k)称为控制器增益,ζi(k)表示k时刻控制器的内部状态,下脚标i,j代表第i和第j个跟随者,aij>0表示第i和第j个跟随者之间至少有单向信息通道,gi>0表示第i个跟随者可以获取到领导者的信息,Ni是图论中邻居集的概念,表示能够给第i个跟随者提供信息的所有其他跟随者的集合,Πi和Γiρ(k)是两个与系统模型相关的参数矩阵,必须满足如下关系:步骤S03中线性矩阵不等式工具包为:matlab线性矩阵不等式工具包LMI‑Toolbox;

步骤S03中求解异步控制器增益Fσ(k)和Kiσ(k),具体LMI如下:求解Fσ(k): 具体通过求解下式得出对应矩阵变量H、

求解kiσ(k): 具体通过调节参数Ξiφ、Υ使得下式可行求得对应矩阵变量Liφ、Viφ:其中Ps、G、 H、Q、Rsφ和 都是适维的正定对称矩阵变量, 是一般矩阵变量,Liφ、Viφ是控制器增益Kiσ(k)分解的矩阵变量,γ表示系统鲁棒性,Ξiφ、Υ是系统参数矩阵, 是系统拓扑矩阵的特征值,有向图特征值为虚数,其中关于 有:其中 表示通过对DoS攻击采用大数据统计分析得出的部分已知信息集, 为不确定信息集, 为未知信息集,πst=Pr(ρ(k+1)=t|ρ(k)=s)表示当前系统模态s跳变到下一时刻系统模态为t的概率值, 表示分布在一个凸包上的不确定但有界的跳变概率,通过滑模控制方法可测得边界,其中r为凸包面个数,μsφ=Pr(σ(k)=φ|ρ(k)=s)表示在当前时刻系统模态为s对应的异步控制器模态为φ的概率。

2.根据权利要求1所述的一种防不确定DoS攻击的舞台移动机器人编队异步控制方法,其特征在于,步骤S01的运动型模型包括:领导者:

跟随者:

其中,k表示当前时刻,k+1表示下一时刻,n表示系统中有n个移动舞台机器人作为跟随者,下脚标i表示第i个机器人,下脚标0则对应领导者机器人,xi(k)=[xi1(k) xi2(k) xi3T(k)] 称为状态向量,其中的xi1(k)、xi2(k)、xi3(k)分别对应移动机器人的位置、速度、加速度,yi(k)为系统输出,uiσ(k)(k)为所需要设计的控制器,ωi(k)为外界干扰信号,下脚标表示系统遭受到的DoS攻击的长度,表示控制器在干扰下产生的异步现象, 和 Aiρ(k)和Ci分别是领导者和跟随者的状态矩阵和输出矩阵,Biρ(k)和Diρ(k)分别是跟随者的输入矩阵和干扰矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种防不确定DoS攻击的舞台移动机器人编队异步控制方法,其特征在于,领导者为一个,跟随者为三个。