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专利号: 2019112625105
申请人: 山东科技大学
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:2023-12-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.带有非对称信息的网络系统的最优分布式控制方法,其特征在于,包括:定义带有非对称信息的网络系统的数学模型如式(1)-(3)所示,其中, 为状态信号, 为控制器C1的控制信号, 为控制器C2的控制信号, 和 为传感器1和传感器2的观测信号,C,D1,D2,F1,F2为具有合适维数的确定矩阵, 和 为系统噪声和观测噪声,均值均为零,协方差为Qθ,初始状态r0的均值为μ,方差为∑,r0,θk, 和 都是高斯的,且相互独立,对应的性能指标为式(4),其中,Q,T1,T2和PN+1是半正定矩阵,E是对随机过程{θk} 和随机变量r0取期望值;

控制器C1获得传感器1和传感器2的观测信息,也就是 和控制器C2获得传感器2的观测信息,即 定义Zk={z0,...,zk}作为控制器C1的观测信息,其中 控制器C1对应的观测方程为式(5)zk=Frk+wk                           (5)其中F=[F1′ F2′]′和 控制器C2对应的观测方程为式(3);

确定 可测量的控制器 和 可测量的控制器 使得式(4)所示的性能指标最小。

2.如权利要求1所示的带有非对称信息的网络系统的最优分布式控制方法,其特征在于,使得式(4)所示的性能指标最小的过程中,利用庞德里亚金极大值原理,将式(1)和(4)改写成式(14)和(15):其中,D=[D1 D2],

基于观测信号{z0,...,zk},对于(1)和(5),控制器C1的最优滤波器为式(16)、(17)其中, 是估计误差协方差,并且满足式(18)、(19)

初始值为 和

基于观测信号 对于(1)和(3),控制器C2的最优滤波器为式(20)、(21),其中 是估计误差协方差,并且满足式(22)、(23):

初始值为 和

基于式(22),可知估计误差协方差 与控制器 是耦合的,通过计算,将 从中解耦出来。

3.如权利要求1所示的带有非对称信息的网络系统的最优分布式控制方法,其特征在于,将 从 中解耦,过程如下:在给出最优控制器之前,首先将伴随方程(6)-(9)改写成(24)-(27)所示的方程给出下面的耦合黎卡提方程:其中,

Kk=D′Gk+1C,                                           (30)Υk=D′Gk+1D+T,                                          (31)Lk=D1′Φk+1C,                                                    (34)Λk=D1′Φk+1D1+T1,                                          (35)终端值为GN+1=ΔN+1=PN+1;

然后给出最优分布式控制器的形式以及求解方法:当k=N,...,0时,假设Υk和Λk是可逆的,那么使得性能指标(4)最小的最优分布式控制器为(36)、(37):相应的最优控制器 最优控制器 并且正倒向方程(14)和(24)的解满足式(38)

估计误差协方差(22)计算为:

由此可见, 从 中解耦出来。

4.如权利要求2所示的带有非对称信息的网络系统的最优分布式控制方法,其特征在于,利用庞德里亚金极大值原理,给出如下所示的伴随方程:其中λk是伴随变量,PN+1为终端矩阵;

鉴于控制器 的适应性,给出如下定义:

相应的 和 有如下性质: