基于事件触发和多模态切换的非线性脉冲控制系统分析与设计

基本信息
批准号:61903213
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:艾自东
学科分类:
依托单位:青岛科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
切换稳定性事件触发控制平均驻留时间脉冲控制切换非线性系统
结项摘要

Event-triggered mechanism has obvious advantages in saving network bandwidth resources, and multi-module switching provides an effective way for modeling and analysis. This project intends to explore nonlinear impulsive control systems via proposing an impulsive control method that integrates the advantages of event-triggering mechanism and multi-module switching, making up the deficiency of existing control methods in not considering robustness, communication/control frequency, computational complexity and design freedom. The coupling of continuous danamic and discrete dynamic, the indeterminacy of impulse time and the state discontinuity in event-triggered switching impulsive control systems bring great challenges to analysis and design. The research contents of the project include: 1) designing some adaptive quasi-periodic event-triggered conditions and event-triggered impulsive controllers, and establishing some stability criteria via Lyapunov function and other techniques; 2) designing event-triggered multi-module switching impulsive controllers, establishing some stability criteria via comparison principle and the analysis method of switched systems, and analyzing the influence of event-triggered impulsive controllers' parameters on the convergence rate; 3) establishing some robust stability criteria about time delay, packet loss and external disturbance, estimating the permissible range of each parameter when the system is stable, and finding the ways to improve system performance. The proposed method in this project is intended to provide an effective way for analysis and design of impulsive systems and a reference for relevant engineering practice.

事件触发机制在节约网络带宽资源方面具有明显的优势,而多模态切换提供了一种有效的建模和分析手段。项目拟探索非线性脉冲控制系统,提出一种综合事件触发和多模态切换优点的脉冲控制方法,弥补现有控制方法无法兼顾鲁棒性、通信/控制频率、计算复杂度和设计自由度的不足。事件触发切换脉冲控制系统中连续动态和离散动态的耦合、脉冲时刻不固定性以及状态不连续性给系统的分析与设计带来很大挑战。项目研究内容包括:1)设计自适应拟周期事件触发条件和事件触发脉冲控制器,利用Lyapunov函数等技术建立系统稳定性判据;2)设计事件触发多模态切换脉冲控制器,利用比较原理和切换系统分析方法建立系统稳定性判据,分析控制器参数对收敛速率的影响;3)建立时滞、丢包和扰动相关的鲁棒稳定性判据,估计系统稳定时各参数的容许范围,研究改善系统性能的措施。项目提出的方法拟为脉冲系统的分析与设计提供有效的思路,并为相关工程实践提供方法借鉴。

项目摘要

鉴于传统时间驱动控制方法无法兼顾鲁棒性、通信/控制频率和计算复杂度,项目提出了一种综合事件触发和切换机制优点的脉冲控制方法。系统中连续动态和离散动态的耦合、事件触发机制的引入给系统的分析与控制带来很大挑战。项目设计了自适应事件触发条件和事件触发脉冲控制器,利用Lyapunov函数等技术建立系统稳定性判据;设计了事件触发切换脉冲控制器,利用比较原理和切换分析方法建立系统稳定性判据,分析控制器参数对收敛速率的影响;当控制信号受到网络攻击时,建立了相应的脉冲控制器,分析了网络攻击对系统性能的影响。所提方法有利于兼顾系统性能和控制代价,可为脉冲系统的分析与控制问题提供有效的借鉴。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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