[发明专利]一种基于事件触发机制的矿用电车安全状态估计方法

权利要求书

1.一种基于事件触发机制的矿用电车安全状态估计方法，其特征在于，其包括：步骤一：建立未知周期DoS攻击下的矿用电车电机系统的奇异摄动信息物理系统状态估计开环模型；所述矿用电车电机系统采用具有多时间尺度特性的奇异摄动系统模型来描述，所述奇异摄动系统模型如下：

其中，是系统状态向量；是被控系统的输出向量；是估计信号；是扰动输入，且w(t)∈L₂[0,+∞)；是测量噪声，A∈R^n×n，B∈R^n×1,C∈R^n×n,D∈R^n×1,L∈R^1×n是已知的权值矩阵，E(ε)∈R^n×n，且ε是已知的奇异摄动参数；

未知周期的Dos攻击模型的数学表达式为：

其中，n∈R是攻击频率，g_n-1是第n-1次Dos攻击的休眠期起始时间，b_n-1是第n-1次Dos攻击的休眠期持续时间，g_n-1+b_n-1是第n-1次Dos攻击的攻击期起始时间，令定义

步骤二：基于奇异摄动信息物理系统，依据是否存在DoS攻击对应建立H∞滤波器模型，并设计奇异摄动信息物理切换滤波误差系统；

步骤三：引入未知周期DoS攻击影响下的事件触发机制；

步骤四：给出确保所述奇异摄动信息物理切换滤波误差系统全局指数稳定的充分性条件，采用切换的Lyapunov函数法，计算事件触发权值矩阵与滤波器增益矩阵，完成滤波器的设计。

2.根据权利要求1所述的矿用电车安全状态估计方法，其特征在于，所述奇异摄动信息物理系统状态估计开环模型为：当DoS攻击处于休眠期时，数据正常传输至滤波器；当DoS攻击处于攻击期时，阻塞传输通道，切换滤波器模型且输入数据为0。

3.根据权利要求2所述的矿用电车安全状态估计方法，其特征在于，所述矿用电车电机系统的电机牵引系统的电压、转矩平衡方程式为：

其中，R,L分别表示电机电枢回路的电阻和电感，i表示电枢电流，u为电枢电路的输入电压，ω为电机齿轮箱的输出角速度，k_e为反电动势常数，k_t为齿轮箱的传动比，J₀和J₁分别表示电机和齿轮箱的转动惯量，b₀和b₁分别代表电机和齿轮箱的粘滞摩擦系数，k_m为电机转矩常数，T_L为负载转矩，T_e为电机输出转矩；

在上述电机牵引系统的电压、转矩平衡方程式中，由于输出角速度ω是平滑可微的，所以系统中的其他变量和控制输入都能够用角速度ω及其导数来表示，将输出角速度作为状态变量，即令x₁＝ω，则所述电机牵引系统的电压、转矩平衡方程式能够整理成：

其中，为等效惯性力矩，表示等效粘滞阻尼常数；

消去其中的电枢电流项i可得：

其中，

f表示时变扰动；

令角加速度电机输出转矩x₃＝T_e，其状态方程可表示为：

其中，x＝[x₁,x₂,x₃]^T为状态变量，

4.根据权利要求1所述的矿用电车安全状态估计方法，其特征在于，所述事件触发机制是检测系统传输数据是否满足所设计的事件触发条件，如果满足条件则释放触发数据。