基于事件触发的离散 MIMO 系统自适应评判容错控制.docx

《基于事件触发的离散MIMO系统自适应评判容错控制》 在现代工业领域，无线通信技术在控制系统中的应用日益广泛，它解决了远程控制问题并提升了设备部署的灵活性。然而，网络资源有限的情况下，传统的周期性数据传输可能导致网络拥塞。为了解决这个问题，事件触发控制策略应运而生，它只在满足特定触发条件时进行数据传输，有效地减少了网络资源的占用。 事件触发控制策略结合自适应控制和万能逼近器技术，已被广泛应用于不确定非线性系统的控制设计中。但这些方案较少考虑非匹配不确定非线性动态，即非线性动态出现在非控制输入通道。这种非匹配非线性动态在实际系统如无人车、机械臂和飞行器中普遍存在。 针对嵌入“控制器-执行器网络”的非匹配非线性系统，已有研究提出了相对或绝对事件触发条件的控制方案。然而，将这些方案扩展到包含“传感器-控制器网络”的离散非匹配非线性系统面临挑战，主要是因为直接应用反步法设计控制器会遇到非因果问题。 文献[18]通过将离散系统转化为n步向前预测模型，解决了设计上的困难，但这些方案往往依赖充足的网络资源。考虑到网络资源受限，有研究尝试使用n步预测模型的事件触发自适应神经网络控制，但控制器存在n步滞后，触发条件复杂。 此外，尽管有研究探讨了离散非匹配非线性系统的事件触发控制，但并未涉及最优控制和执行器故障问题。动态规划虽然是一种有效的最优化工具，但在高维系统中因“维数灾”而受限。自适应评判设计方法则通过“执行-评价”结构实现实时寻优，已成功应用于离散和连续系统的最优控制。 本文关注的是具有非匹配结构的离散MIMO非线性系统在事件触发下的自适应评判容错控制问题。主要贡献包括：1）使用光滑的效用函数避免了评价和执行网络的跳变；2）通过变量替换法处理将来信息，解决了非因果问题和控制信号的n步延迟；3）通过动态补偿项和自适应评判设计提升系统性能，降低触发次数。 问题描述中，考虑的网络控制系统模型是一个离散时间动态系统，包含多个输入和输出，其状态由系统函数和输入函数决定。非匹配不确定性体现在系统函数中，而自适应评判容错控制的目标是确保系统性能的同时，能应对执行器可能出现的故障。 本文的研究旨在开发一种能够有效应对网络资源限制、优化系统性能并具备容错能力的事件触发控制策略，对于实际工业生产中的离散MIMO非线性系统控制具有重要的理论和实践价值。