长沙理工大学王信获国家专利权
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龙图腾网获悉长沙理工大学申请的专利一种多面体噪声下非线性无人系统的在线数据驱动事件触发控制方法与系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121541553B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610063009.X,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种多面体噪声下非线性无人系统的在线数据驱动事件触发控制方法与系统是由王信;付立;吴乐园;何叶;吴公平;石博;许璨;吴悠;谢七月设计研发完成,并于2026-01-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多面体噪声下非线性无人系统的在线数据驱动事件触发控制方法与系统在说明书摘要公布了:一种多面体噪声下非线性无人系统的在线数据驱动事件触发控制方法与系统,方法包括:针对未知非线性函数动态的离散时间非线性系统方程,将离散时间非线性系统方程转变为线性时变的系统方程;针对测量数据中未知有界噪声,构造噪声多面体集合,结合线性时变的系统方程,构造数据驱动系统集合;构造数据驱动的动态事件触发传输策略;建立稳定性判据以及新的触发条件,构建优化问题并求解,得到新的事件触发传输机制权值矩阵和状态反馈控制器增益矩阵,结合稳定性判据、状态反馈控制器增益矩阵、新的事件触发传输机制权值矩阵对非线性无人系统进行控制。本发明能使非线性无人系统满足性能指标和并达到最小化反馈控制器传输频率的目标。
本发明授权一种多面体噪声下非线性无人系统的在线数据驱动事件触发控制方法与系统在权利要求书中公布了:1.一种多面体噪声下非线性无人系统的在线数据驱动事件触发控制方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、针对未知非线性函数动态的离散时间非线性系统方程,利用已知的非线性基函数,将离散时间非线性系统方程转变为一个线性时变的系统方程; S2、针对测量数据中未知有界噪声,构造噪声多面体集合,然后依据噪声多面体集合,并结合线性时变的系统方程,构造基于多面体扰动的数据驱动系统集合;然后依据数据驱动系统集合构建描述矩阵; S3、构造数据驱动的动态事件触发传输策略,并依据动态事件触发传输策略确定数据传输时刻; S4、建立一个数据驱动的稳定性判据,对动态事件触发传输策略优化得到新的触发条件,构建优化问题,求解优化问题,得到在线更新的新的事件触发传输机制权值矩阵和在线更新的状态反馈控制器增益矩阵,结合稳定性判据、在线更新的状态反馈控制器增益矩阵、在线更新的新的事件触发传输机制权值矩阵对非线性无人系统进行控制,以使非线性无人系统满足性能指标和并达到最小化反馈控制器传输频率的目标; 所述S2具体包括如下步骤: S21、在测量数据中未知有界噪声满足的假设下,构建噪声多面体集合;其中,噪声上界,噪声向量集合;表示无穷范数;集合的表达式具体如下: ; 式中,和分别表示集合的顶点个数和第i个顶点向量;表示第个凸组合系数,是顶点索引; S22、利用离线测量的状态和系统输入,构造多面体型非线性无人系统数据驱动系统集合; S23、在离散的时间步内,由非线性无人系统离线收集系统状态、系统输入、噪声干扰;并依据系统状态、系统输入和噪声干扰构建数据矩阵;其中,表示第个时间步,表示系统状态集合矩阵;表示通过非线性基函数变换后的状态矩阵;表示系统输入经过非线性基函数调制后的输入矩阵;表示噪声集合矩阵; S24、将数据矩阵、S21中的噪声多面体集合、线性时变的系统方程结合,构建一个与已收集数据集相匹配的系统集合; S25、利用数据矩阵,并根据线性时变的系统方程以及系统集合,构建数据方程; S26、然后基于数据方程以及多面体型非线性无人系统数据驱动系统集合构建基于多面体扰动的数据驱动系统集合,然后依据基于多面体扰动的数据驱动系统集合构建描述矩阵; 所述S4具体包括如下步骤: S41、依据非奇异矩阵定义状态向量,并定义未知有界噪声; 其中,表示变换后的状态变量,表示变化后的扰动; S42、通过状态向量以及未知有界噪声将控制输入在区间内执行代数变换,得到变换后的非线性无人系统;其中,表示非整数与的交集; S43、针对S42中变换后的非线性无人系统以及数据驱动的动态事件触发传输策略,并依据动态变量的更新律选择李雅普诺夫函数进行稳定性分析,以验证优化后的非线性无人系统的稳定性; S44、结合系统状态以及S25中的数据方程推导得到前向差分的表达式; S45、在初始条件为零的情况下,即,表示初始时间步,表示李雅普诺夫函数在时间步的状态相关部分,表示时间步的动态变量,并且满足的条件下,对前向差分的表达式求和,得到求和结果,依据求和结果构建非线性无人系统存在扰动情况下的性能指标,将该性能指标作为数据驱动的稳定性判据;性能指标为鲁棒控制性能指标;其中,表示李雅普诺夫函数在时间步的状态相关部分;表示时间步的动态变量; S46、在给定优化问题中在线更新的新的事件触发传输机制权值矩阵、以及比例参数,且优化问题中在线更新的新的事件触发传输机制权值矩阵、以及比例参数均为正定对称的条件下,同时在满足的条件下,基于原有的触发条件,构建新的触发条件; S47、新的触发条件能够表明如何调整参数以减少反馈控制器的传输频率,依据新的触发条件构建优化问题,对优化问题进行求解,即可得到在线更新的新的事件触发传输机制权值矩阵、和在线更新的状态反馈控制器增益矩阵,结合稳定性判据、在线更新的状态反馈控制器增益矩阵、在线更新的新的事件触发传输机制权值矩阵、对非线性无人系统进行控制,从而实现最小化反馈控制器的传输频率和非线性无人系统满足性能指标的目标。
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