[发明专利]一种网络环境下的异步切换控制系统

说明书

本发明公开了一种网络环境下的异步切换控制系统，涉及控制系统技术领域；网络与网络分布器连接，网络分布器与控制器连接，控制器数个子系统与状态反馈控制器连接，状态反馈控制器与连续时间网络控制切换系统连接，连续时间网络控制切换系统与数个子系统连接，子系统与设备连接；本发明在子系统切换时，通过相应控制器以保证系统是指数稳定的，并在切换面上具有良好的过渡曲线；能够准确的控制，稳定性高，操作简便，使用方便，节省时间。

技术领域

本发明属于控制系统技术领域，具体涉及一种网络环境下的异步切换控制系统。

背景技术

网络控制系统是一种全分布式、网络化实时反馈控制系统。将通信网络引入控制系统，连接智能现场设备和自动化系统，实现现场设备控制的分布化和网络化，加强了现场控制层和上层决策层之间的联系。由于采样和控制信号通过网络进行传输，系统会存在网络诱导时延、数据丢包及错序等问题。其中，网络时延可能是定常、时变、甚至是随机的。

发明内容

为解决现有采样和控制信号通过网络进行传输，系统会存在网络诱导时延、数据丢包及错序等问题。其中，网络时延可能是定常、时变、甚至是随机的问题；本发明的目的在于提供一种网络环境下的异步切换控制系统。

本发明的一种网络环境下的异步切换控制系统，包括网络分布器、控制器、连续时间网络控制切换系统、状态反馈控制器、子系统；网络与网络分布器连接，网络分布器与控制器连接，控制器数个子系统与状态反馈控制器连接，状态反馈控制器与连续时间网络控制切换系统连接，连续时间网络控制切换系统与数个子系统连接，子系统与设备连接。

一种网络环境下的异步切换控制系统，在固定时滞情况下：

考虑连续时间网络控制切换系统：

其中x(t)∈Rn为状态变量，u(t)∈Rq为控制输入，A_σ(t)、B_σ(t)为常值矩阵，x₀为系统初始状态；对于σ(t)∈N，N为子系统集合，子系统切换信号σ(t)→(t₀，σ(t₀))，(t₁，σ(t₁))，...，(t_n，σ(t_n))，...，控制器切换信号其中t₀为初始时刻，t_n表示第n次切换时刻，n＝{1，2，3……}，T为固定时滞，0＜＝T＜d。

控制器可表示为：

当t∈[t_k，t_k+1)，k＝0，1，2时，令σ(t_k⁺)＝i，σ(t_k^-)＝j，系统可描述为：

其中，为状态向量的初始函数。

定理：对于所述系统，给定正标量α＞0、β＞0，如果存在正定对称矩阵X_i和X_ij，以及适当维数的矩Y_i，Y_ij，对任意子系统i，i≠j，满足：

其中，子系统的最大滞留时间以及μ满足μ+e^μ＝1+min{α，β}。引入状态反馈控制器：

u(t)＝K_ix(t-τ)，K_i＝Y_iX_i^-1

可以保证带有固定时滞T＜d的闭环系统指数稳定。