[发明专利]多信道通信控制系统的优化控制方法

摘要

多信道通信控制系统的优化控制方法，涉及一种网络控制系统的控制方法，包括以下步骤：基于多信道通信的数据包错序建模；确保执行最新信号的网络控制系统建模；基于Markovian跳变特征的随机系统建模；基于自适应方式的实时在线控制器设计。本发明针对多信道通信网络控制系统中存在数据包错序现象，定义数据包偏移值；然后，定义信号切换随机信道矩阵，建模NCSs为执行最新信号Markovian跳变系统；基于Markov理论结合LMI技术，分别针对不确定和确定多信道通信NCSs，设计实时自适应控制器，获得的闭环系统二次性能指标不超过指定上界。本发明有效消除错序对网络和控制系统性能的影响，方法便捷、高效、可行。

主权项

1.多信道通信控制系统的优化控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:    (1) 基于多信道通信的数据包错序建模：引入数据包偏移值的概念，给出刻画多信道通信给数据包错序的模型：    a.采用时间戳技术记录当前状态；    b. 对于每个信道，定义数据包的期望到达序列数，接收索引，根据偏移值=接收索引-期望到达序列数在线计算每个数据包的偏移值；c. 不失一般性，如果数据包在时刻前，包括时刻未到达控制器或者已经丢失，假设其在时刻后按正常顺序到达，接收索引比真实值多1；    (2) 确保执行最新信号的网络控制系统建模：    a. 构建线性定常参数不确定系统，定义二次性能指标；b. 假设传感器、控制器和执行器是时间同步，周期为，控制器至执行器不存在网络，根据各通信信道数据包的偏移值，定义执行最新信号算子，设计控制器，获得执行最新信号的离散NCSs模型；    (3) 基于Markovian 跳变特征的随机系统建模：    a.节点接收的最新信号可能服从某种概率分布，不妨假设多信道传输节点接收的最新信号服从Markov链，定义状态转移概率和信道随机矩阵；b.定义切换信号与标量的向量值算子，获得Markovian 跳变NCSs模型；    (4) 基于自适应方式的实时在线控制器设计：    a. 基于上述模型，重构性能指标；    b. 充分利用被控系统当前状态和滞后状态信息，选取新的李雅普诺夫泛函；    c. 基于李雅普诺夫稳定性原理及保性能优化控制方法，结合Markovian 跳变理论，基于在线统计的错序知识，获得保证系统随机稳定的自适应控制率和控制性能上界，并且性能上界随网络动态变化时变；    d.根据上述方法，针对确定性系统，设计在线自适应控制器，研究保性能控制；上述构建能够实现消除错序对多信道通信的控制系统性能影响的目标，获得具有错序的多信道通信网络控制系统性能实时在线优化的控制方法。