技術(shù)特征:1.一種非線性網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的非脆弱耗散濾波方法,其特征在于,具體包括以下步驟:
1)建立非線性網(wǎng)絡(luò)化濾波誤差系統(tǒng)模型:
其中:x(k+1)=[x(k+1)T xf(k+1)T Y(k)T y(k)T]T,x(k)∈Rn是系統(tǒng)的狀態(tài)向量,xf(k)∈Rn是狀態(tài)估計(jì),y(k)∈Rr是濾波器接收到的測(cè)量輸出,w(k)∈Rp是外部干擾信號(hào),f(k,x(k))滿足Lipschitz條件非線性向量項(xiàng)||f(k,x(k))||≤||Wx(k)||,w(k)∈l2[0,∞)為擾動(dòng)輸入,e(k)=z(k)-zf(k)是濾波誤差,z(k)∈Rm是被估計(jì)信號(hào),zf(k)∈Rm是濾波器的輸出;
Afd=Af+ΔAf,Bfd=Bf+ΔBf,Cfd=Cf+ΔCf
A∈Rn×n,B∈Rn×p,C∈Rr×n,D∈Rr×p,L1∈Rm×n,L2∈Rm×p為系統(tǒng)參數(shù)矩陣;
Af∈Rn×n,Bf∈Rn×r,Cf∈Rm×n為濾波器參數(shù)矩陣,ΔAf=H1F1(k)E1,ΔBf=H2F2(k)E2,ΔCf=H3F3(k)E3為濾波器參數(shù)攝動(dòng)矩陣;H1∈Rn×d,H2∈Rn×h,H3∈Rm×a,E1∈Rd×n,E2∈Rh×r,E3∈Ra×n,F(xiàn)1(k)∈Rd×d,F(xiàn)2(k)∈Rh×h,F(xiàn)3(k)∈Ra×a;
0和I是為零矩陣和單位陣;
Y(k)=ξ(k)y(k)+(1-ξ(k))y(k),ξ(k)=(1-θ(k))δ(k+1),有如下統(tǒng)計(jì)特性,E表示數(shù)學(xué)期望:
其中:δk和θk是不相關(guān)的隨機(jī)變量,由模型
y(k)=θky(k)+(1-θk)(1-θk-1)δky(k-1)+(1-θk)[1-(1-θk-1)δk)]y(k-1)
其中:y(k)∈Rr是測(cè)量輸出;
時(shí)延發(fā)生概率為
丟包概率為
數(shù)據(jù)按時(shí)接收概率為
2)構(gòu)造Lyapunov函數(shù);
其中P是正定對(duì)稱矩陣;
3)計(jì)算非脆弱耗散濾波器參數(shù)矩陣Af,Bf,Cf和系統(tǒng)性能指標(biāo)γ,系統(tǒng)均方指數(shù)穩(wěn)定和非脆弱耗散控制器存在的充分條件為:
針對(duì)下列線性矩陣不等式:
其中:
Ψ3=diag{-ε1I,-ε1I,-ε2I,-ε2I,-ε3I,-ε3I,-ε4I,-ε4I}
Π3=diag{-Π,-Π,-Π,-Π},Π4=diag{-P2,-P2,-P2,-P2}
其中:W,V均是非奇異常數(shù)矩陣,滿足,WVT=I-XZ-1;
X∈Rn×n,Z∈Rn×n,P2∈R2r×2r,εi>0(i=1,2,3,4)均為未知變量,其它變量均是已知的,可以根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)得出或直接給定,利用Matlab LMI工具箱進(jìn)行求解,如果存在對(duì)稱正定矩陣X,Z,P2和矩陣和標(biāo)量εi>0(i=1,2,3,4),則網(wǎng)絡(luò)化濾波誤差系統(tǒng)是均方指數(shù)穩(wěn)定的且具有嚴(yán)格耗散性,非脆弱濾波器參數(shù)矩陣為γ=Σ(||e(k)||)/Σ(||w(k)||),且可以繼續(xù)進(jìn)行步驟4);如果上述未知變量無解,則網(wǎng)絡(luò)化濾波誤差系統(tǒng)不是均方指數(shù)穩(wěn)定且不滿足嚴(yán)格耗散性,不能得到非脆弱濾波器的參數(shù)矩陣,也不可以進(jìn)行步驟4);
4)計(jì)算非脆弱H∞濾波器參數(shù)矩陣Af,Bf,Cf,各矩陣參數(shù)取為:Q=-I,R=γ2I,S=0,H∞濾波下最優(yōu)擾動(dòng)抑制比γopt優(yōu)化的條件為:
令e=γ2,如果以下優(yōu)化問題成立:
X=XT>0,Z=ZT>0,X-Z>0,εi>0(i=1,2,3,4)
系統(tǒng)的最小擾動(dòng)抑制率同時(shí)非脆弱耗散濾波器的參數(shù)矩陣被優(yōu)化為