【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及马尔可夫系统的控制，尤其涉及一种考虑衰减网络和输入饱和的markov跳变系统控制方法。
技术介绍
1、马尔可夫跳变系统是一种动态系统，它包含多个随机变化的模态，这些模态的转换遵循马尔可夫链的规则。在现实世界中，许多系统可能会因为组件老化或内部故障而经历参数或结构的变动，从而改变其工作状态。这类系统可以通过马尔可夫模型来描述。在系统运行中，模态的转换能够应对更复杂的工作环境，但也给稳定性带来挑战。特别是，如果系统包含不稳定的模态，或者即使所有模态本身稳定，在模态转换期间也可能暂时失去稳定性。因此，确保系统的稳定性是设计和分析马尔可夫系统时的关键考量。
2、在实际应用中，由传感器采集的数据会通过网络传输到控制器。然而，网络传输过程中面临着带宽限制、信号衰减等挑战，网络传输的另一个缺点是传输过程中的信号衰减，即通常由信号反射和传输介质损耗引起。因此网络传输过程所面临的带宽有限、信号衰减对马尔可夫系统的稳定性造成严重影响。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑衰减网络和输入饱和的markov跳变系统控制方法，解决了网络传输的带宽有限、信号衰减情况会严重影响马尔可夫系统稳定性的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种考虑衰减网络和输入饱和的markov跳变系统控制方法，该方法包括以下步骤：
3、s1、根据马尔可夫系统的系统矩阵参数得到马尔可夫系统的模态数，并基于模态数给定马尔可夫系统的模
4、s2、收集每个传感器通过衰减网络后的衰减测量信号，并将其转换为控制器可用的输入信号；
5、s3、将马尔可夫系统的马尔科夫链、scp马尔科夫链、衰减通道马尔科夫链合并成一条新的马尔可夫链；
6、s4、构建动态输出反馈控制器得到闭环系统，并设计动态输出反馈控制器的lmi线性矩阵不等式；
7、s5、采用lm性矩阵不等式与woa算法结合的求解算法得到增益矩阵，并将增益矩阵带入至动态输出反馈控制器中用以稳定马尔可夫系统。
8、进一步地，所述马尔可夫系统包括用于获得对应通道信号的若干传感器，信号经过衰减通道生成衰减测量信号的衰减网络，以及将衰减测量信号先增广为列向量信号后转换为输入信号的随机通信协议scp；
9、接收输入信号后输出控制信号的动态输出反馈控制器，以及将控制信号传输至马尔可夫系统构成闭环系统的执行器。
10、进一步地，在步骤s1中，具体过程包括以下步骤：
11、s11、获取马尔可夫系统的系统矩阵参数、、、、，其中，；
12、s12、根据系统矩阵参数、、、、得到马尔可夫系统离散时间的状态空间模型，并确定马尔可夫系统的模态数，模态数为：
13、模态一：
14、；
15、模态二：
16、；
17、s13、基于模态数给定马尔可夫系统的模态跳变矩阵、scp通道选择矩阵、通道衰减系数转移概率矩阵，其中模态跳变矩阵、scp通道选择矩阵、模态一和模态二对应的通道衰减系数转移概率矩阵、分别为：
18、；
19、；
20、。
21、进一步地，在步骤s2中，具体过程包括以下步骤：
22、s21、将传感器收集的信号通过衰减网络传输后的衰减测量信号增广为列向量信号，其中，，列向量信号的表达式为：
23、；
24、其中，，…为每个通道当前时刻的衰减系数；为系统矩阵参数；为马尔可夫系统的状态；
25、s22、在控制器的输入端通过补偿机制将列向量信号转换为可用的输入信号，输入至控制器的输入信号的表达式为：
26、；
27、上式中，补偿机制，为克罗内克函数，此处的代表 ， ，，当等于零时值为1，其他情况为0；代表在当前时刻依据随机通信协议scp所授权的网络信道接入权限；表示可用信道的总数；是一个单位矩阵，其大小与相匹配；指的是在scp协议下，前一时刻传输的信号。
28、进一步地，在步骤s3中，具体过程包括以下步骤：
29、s31、将马尔可夫系统的模态跳变矩阵、scp通道选择矩阵、通道衰减系数转移概率矩阵合并成一条新的马尔可夫链，其中马尔可夫系统的马尔科夫链、scp马尔科夫链、衰减通道马尔科夫链分别为：
30、、、，和表示可跳变的模态数；表示系统马尔可夫链由模态跳变到模态的概率；表示scp由通道跳变到通道的概率；表示第个通道的衰减系数由模态跳变到模态的概率；
31、新的马尔可夫链的表达式为：
32、；
33、上式中，表示马尔可夫系统的模态数；表示当前时刻马尔可夫系统处于何种模态；表示当前随机通信协议允许哪条通道接入网络；表示信道的总数；表示第个数据传输通道的衰减模态；表示第个数据传输通道的衰减模态数；
34、s32、根据、、…求解马尔可夫链中的、、…的值；
35、s33、确定用以表征模态跳变矩阵、scp通道选择矩阵、通道衰减系数转移概率矩阵的联合过渡概率矩阵，即新的马尔可夫链的联合过渡概率矩阵为：
36、；
37、上式中，为马尔可夫系统的总模态数；分别为新的马尔可夫链当前时刻和下一时刻的模态；为新的马尔可夫链下一时刻跳变到另一个模态的概率；为马尔科夫链下一时刻跳变到另一个模态的概率；为马尔科夫链下一时刻跳转的模态；为马尔科夫链当前时刻的模态；为scp选择下一个通道的概率；为scp下一时刻选择哪个通道；为scp当前时刻选择的通道；为第个通道下一时刻衰减系数转移概率；为下一时刻的衰减系数；为当前时刻的衰减系数；为马尔可夫系统的跳变概率；为scp通道选择概率；为第一个通道衰减系数跳变概率；为第个通道衰减系数跳变概率。
38、进一步地，在步骤s32中，求解、、…值的公式为：
39、；
40、上式中， 表示由新的马尔可夫链得到当前时刻马尔可夫系统处于何种模态的运算规则；表示由新的马尔可夫链得到当前随机通信协议允许哪条通道接入网络的运算规则；…为每个传输通当前时刻的衰减系数。
41、进一步地，在步骤s4中，具体过程包括以下步骤：
42、s41、构建动态输出反馈控制器，表达式为：
43、；
44、上式中，代表马尔可夫系统的第个采样时刻；为动态输出反馈控制器的状态；为马尔可夫系统的控制输入；为输入信号；矩阵，，，，均为动态输出反馈控制器待设计的增益矩阵；
45、s42、设计lmi线性矩阵不等式，表达式为：
46、；
47、；
48、其中，；
49、；
50、其中，、、为开环系统的矩阵参数；、、、、均为动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑衰减网络和输入饱和的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，所述马尔可夫系统包括用于获得对应通道信号的若干传感器，信号经过衰减通道生成衰减测量信号的衰减网络，以及将衰减测量信号先增广为列向量信号后转换为输入信号的随机通信协议SCP；
3.根据权利要求1所述的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，在步骤S1中，具体过程包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，在步骤S2中，具体过程包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，在步骤S3中，具体过程包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，在步骤S32中，求解、、…值的公式为：
7.根据权利要求1所述的Markov跳变系统控制方法，其特征在于，在步骤S4中，具体过程包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种考虑衰减网络和输入饱和的markov跳变系统控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的markov跳变系统控制方法，其特征在于，所述马尔可夫系统包括用于获得对应通道信号的若干传感器，信号经过衰减通道生成衰减测量信号的衰减网络，以及将衰减测量信号先增广为列向量信号后转换为输入信号的随机通信协议scp；
3.根据权利要求1所述的markov跳变系统控制方法，其特征在于，在步骤s1中，具体过程包括以下步骤：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：余涛，王锐豪，余兰林，徐浩，胡鑫，何舒平，任乘乘，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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