[发明专利]一种分布式网络数据传输驱动控制策略

说明书

本发明公开了一种分布式网络数据传输驱动控制策略，针对状态时滞随机系统，在均方有界理论的基础上，同时考虑控制输入和事件决策，分别设计了基于状态反馈和输出反馈的控制器和事件驱动控制策略，并提供触发灵敏度调节参数.所提出事件驱动策略可以减少通信负载，同时保持系统的控制性能。

技术领域

本发明涉及一种分布式网络数据传输驱动控制策略。

背景技术

国内外事件驱动控制系统已经有很多成果.有针对连续时间线性系统，在周期性控制与事件驱动控制之间做平衡，设计周期性事件驱动控制策略(PETC)，将之前持续监测事件驱动触发条件改为周期性监测。还有提出一种基于事件的状态反馈控制方法，控制输入信号在两个事件之间模拟连续反馈。也有针对受高斯噪声干扰的离散线性系统设计了参数可调的事件触发机制，对周期性控制和事件驱动控制在传输比率和性能比率二个方面进行了比较。有针对随机系统设计事件驱动、有针对不确定系统的事件驱动策略，其中部分理论还适用于非线性系统、有针对具有传输时延的系统设计了事件驱动控制策略。另一方面，状态时滞系统作为广泛存在的系统，有提出针对同一具有状态时滞的离散系统分别设计了周期性状态反馈控制器和输出反馈控制器.然而针对状态时滞系统的事件驱动控制却没有被提到过，相比无时滞系统，时滞系统的事件驱动控制需要同时考虑当前状态和时滞状态。另外在多数实际应用中，状态信息往往不可观或只有部分可观，需要设计基于输出反馈的控制器，相比基于状态的事件驱动控制，基于输出的方案更难设计和优化。

发明内容

针对状态时滞离散线性随机系统，本发明提供一种分布式网络数据传输驱动控制策略。本发明使用随机均方有界理论和近似二次性能指标，分别基于状态反馈和输出反馈提出新的事件驱动控制策略及其控制器.基于状态反馈的事件驱动策略使用近似二次性能指标进行约束，使用当前状态和时滞状态同时设计事件驱动策略，保证系统性能的同时减少了通信负载。在设计基于输出反馈的事件驱动策略时，使用相关引理消除了时滞项的影响，减少了计算量。两种事件驱动控制策略都提供了灵敏度调节参数，可以根据实际环境便捷地进行调整。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种分布式网络数据传输驱动控制策略，针对状态时滞随机系统，使用随机均方有界理论和近似二次性能指标，分别基于状态反馈和输出反馈提出事件驱动控制策略及其控制器，基于状态反馈的事件驱动策略使用近似二次性能指标进行约束，使用当前状态和时滞状态同时设计事件驱动策略；

所述状态时滞随机系统的表达式为：

其中，x(k+1)∈Rⁿ、x(k)∈Rⁿ、x(k-d)∈Rⁿ分别为k+1、k、k-d时刻系统状态，y(k)为传感器测量输出，u(k)∈R^m为k时刻控制输入，v(k)∈R^p和w(k)∈Rⁿ为不相关的零均值高斯随机噪声向量，d＞0为时间滞后参数，A、A_d、B和C为对应维度的常数矩阵；

定义a(k)∈{0,1}为事件驱动决策变量，在每一个传输时刻，通过a(k)决定是否要发送控制量：当a(k)＝1时表示事件驱动触发，u(k)需要计算和发送；当a(k)＝0时表示事件驱动不触发，u(k)不需要更新；

基于状态的事件驱动控制策略如下：

其中，

P、Q为正定矩阵，λ为通信权重，U为误差权重，状态反馈控制增益K＝M^-1N，M、N为维度矩阵，“*”表示矩阵中的对称块；

基于输出反馈的事件驱动控制策略为：

其中，Y为正定矩阵，R为v(k)的方差。