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申请/专利权人：安徽大学

摘要：本发明涉及马尔可夫系统的控制技术领域，解决了带宽有限、信号衰减影响马尔可夫系统稳定性的技术问题，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，包括：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态跳变矩阵、SCP通道选择矩阵、通道衰减系数转移概率矩阵；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。本发明通过在传感器与控制器之间的通信中实施随机通信协议SCP，由此减少了因数据碰撞和重传导致的带宽浪费，从而实现了对网络资源的高效利用。

主权项：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：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态跳变矩阵、SCP通道选择矩阵、通道衰减系数转移概率矩阵；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；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，具体过程包括以下步骤：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： 、、，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；新的马尔可夫链的表达式为： ；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，，表示信道的总数；S32、根据、、…求解马尔可夫链中的、、…的值，求解公式为： ；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；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： ；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的另一个模态；为系统模态马尔科夫链下一时刻跳变到另一个的模态；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选择下一时刻选择的通道模态；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模态；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；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；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。

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