事件触发下的网络化系统非脆弱耗散控制方案

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2022010007

《计算机应用》唯一官方网站 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 615-621.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022010007

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事件触发下的网络化系统非脆弱耗散控制方案

葛超¹(), 张亚欣¹, 刘月², 王红²

^1.华北理工大学人工智能学院，河北唐山 063210
^2.华北理工大学电气工程学院，河北唐山 063210

收稿日期:2022-01-06 修回日期:2022-03-22 接受日期:2022-04-06 发布日期:2022-04-21 出版日期:2023-02-10
通讯作者: 葛超
作者简介:张亚欣（1998—），女，河北邢台人，硕士研究生，主要研究方向：网络化控制系统
刘月（1997—），女，河北唐山人，硕士研究生，主要研究方向：网络化控制系统
王红（1980—），女，河北唐山人，讲师，硕士，主要研究方向：网络化控制系统。
基金资助:
河北省自然科学基金资助项目(F2021209006)

Non-fragile dissipative control scheme for event-triggered networked systems

Chao GE¹(), Yaxin ZHANG¹, Yue LIU², Hong WANG²

^1.College of Artificial Intelligence，North China University of Science and Technology，Tangshan Hebei 063210，China
^2.College of Electrical Engineering，North China University of Science and Technology，Tangshan Hebei 063210，China

Received:2022-01-06 Revised:2022-03-22 Accepted:2022-04-06 Online:2022-04-21 Published:2023-02-10
Contact: Chao GE
About author:ZHANG Yaxin， born in 1998， M. S. candidate. Her research interests include networked control systems.
LIU Yue， born in 1997， M. S. candidate. Her research interests include networked control systems.
WANG Hong， born in 1980， M. S.， lecturer. Her research interests include networked control systems.
Supported by:
Natural Science Foundation of Hebei Province(F2021209006)

摘要/Abstract

摘要：

针对带宽资源有限、存在系统外部干扰以及参数不确定性的问题，提出了一种基于事件触发的网络化系统非脆弱耗散控制方案。首先，在网络化控制系统（NCS）模型的基础上，提出了一种非周期采样的事件触发方案，并建立一个时滞闭环系统模型；然后，利用锯齿波的结构特点构造新型双边李雅普诺夫泛函；最后，结合杰森不等式、自由权矩阵、凸组合等方法，导出保证系统稳定性的充分条件，并计算出反馈控制器的增益。数值仿真结果证明，所设计的双边泛函比用单边泛函具有更小的保守性，事件触发机制与普通采样机制相比能够节约带宽，且所设计出的控制器具有可行性。

关键词: 事件触发机制, 网络化控制系统, 非脆弱性, 耗散性能, 双边泛函

Abstract:

For the problems of limited bandwidth resources， the existence of external disturbance and parameter uncertainty， a non-fragile dissipative control scheme for event-triggered networked systems was proposed. Firstly， based on the Networked Control System （NCS） model， a non-periodic sampling event-triggered scheme was proposed， and a delay closed-loop system model was established. Then， a novel bilateral Lyapunov functional was constructed by using the structure characteristics of sawtooth wave. Finally， the sufficient conditions to ensure the stability of the system were derived by using methods such as Jensen inequality， free weight matrix and convex combination， and the gain of the feedback controller was calculated. The results of numerical simulation show that the proposed bilateral functional is less conservative than the unilateral functional， the event-triggered mechanism can save bandwidth compared with the common sampling mechanism， and the proposed controller is feasible.

Key words: event-triggered mechanism, Networked Control System (NCS), non-fragility, dissipative performance, two-sided functional

中图分类号:

TP273

葛超, 张亚欣, 刘月, 王红. 事件触发下的网络化系统非脆弱耗散控制方案[J]. 计算机应用, 2023, 43(2): 615-621.

Chao GE, Yaxin ZHANG, Yue LIU, Hong WANG. Non-fragile dissipative control scheme for event-triggered networked systems[J]. Journal of Computer Applications, 2023, 43(2): 615-621.

图/表 5

表1 文献［21］和本文在不同阈值参数δ所对应的时延η最大上界

Tab.1 Maximum upper bound of time-delay η in literature ［21］ and this paper corresponding to different threshold parameters δ

$δ$	时延最大上界 $η$
$δ$	文献［21］方法	本文方法
0.003 0	0.302 9	0.488 7
0.027 3	0.148 4	0.427 8
0.058 8	0.192 7	0.382 9

表1 文献［21］和本文在不同阈值参数δ所对应的时延η最大上界

Tab.1 Maximum upper bound of time-delay η in literature ［21］ and this paper corresponding to different threshold parameters δ

$δ$	时延最大上界 $η$
$δ$	文献［21］方法	本文方法
0.003 0	0.302 9	0.488 7
0.027 3	0.148 4	0.427 8
0.058 8	0.192 7	0.382 9

图1 多维系统的状态响应曲线

Fig.1 State response curves of multi-dimensional system

图2 情况1的状态响应曲线

Fig.2 State response curves of case 1

图3 情况2的状态响应曲线

Fig.3 State response curves of case 2

图4 传输瞬间和释放间隔

Fig.4 Transmission instants and release intervals

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事件触发下的网络化系统非脆弱耗散控制方案

Non-fragile dissipative control scheme for event-triggered networked systems

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