基于事件触发的网络化切换系统H∞  无扰切换控制

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2025.06.012

辽宁石油化工大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (6): 91-98.DOI: 10.12422/j.issn.1672-6952.2025.06.012

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基于事件触发的网络化切换系统H_∞ 无扰切换控制

何大明¹(), 聂宏²

^1.辽宁石油化工大学信息与控制工程学院，辽宁抚顺 113001
^2.辽宁石油化工大学理学院，辽宁抚顺 113001

收稿日期:2024-10-15 修回日期:2025-04-29 出版日期:2025-12-25 发布日期:2025-12-07
通讯作者: 聂宏
作者简介:何大明（1998⁃），男，硕士研究生，从事切换系统事件触发无扰切换控制方面的研究；E⁃mail：3374481352@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(12475018);辽宁省教育厅面上项目(LJKZ0414)

H_∞ Bumpless Transfer Control for Networked Switched Systems Based on Event⁃Triggered Mechanism

Daming HE¹(), Hong NIE²

^1.School of Information and Control Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.College of Sciences，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China

Received:2024-10-15 Revised:2025-04-29 Published:2025-12-25 Online:2025-12-07
Contact: Hong NIE

摘要/Abstract

摘要：

针对受外部扰动影响的网络化切换系统，研究了其基于事件触发机制的 $H ∞$ 无扰切换控制问题。提出了在切换点和触发点描述无扰切换性能的方法；设计了依赖控制颠簸的自适应事件触发机制，以有效抑制切换与触发共同引发的剧烈控制信号跳变；设计了驻留时间和状态依赖的混合切换策略，突破传统单一状态依赖切换模式的局限性，放宽Lyapunov函数在切换点处的非增约束条件；运用多Lyapunov函数方法，推导网络化切换系统指数稳定且满足 $H ∞$ 无扰切换性能的充分条件，并给出了 $H ∞$ 无扰切换控制器的设计方案；通过数值算例验证了文中结果的有效性。在节省通信资源的基础上，解决了存在网络时延的切换系统的 $H ∞$ 无扰切换控制问题。

关键词: 切换系统, 无扰切换控制, 事件触发, 多Lyapunov函数

Abstract:

The problem of H_∞ bumpless transfer control for networked switched systems with exogenous disturbance is investigated via an event?triggered mechanism. A novel method is first proposed to characterize the bumpless transfer performance at both switching instants and triggering instants, and an adaptive event?triggered mechanism dependent on the control bumps is designed to effectively suppress the sharp jumps in control signals resulting from the combined effects of subsystem switching and event-triggering. A dwell time-dependent and state?dependent hybrid switching law is developed. This strategy overcomes the limitations of conventional state?dependent switching laws by relaxing the non?increasing requirement of the Lyapunov function at switching points. Furthermore, by using the multiple Lyapunov function method, the sufficient conditions for the networked switched systems to be exponentially stabilizable with H∞ bumpless transfer performance are given, the H_∞ bumpless transfer controller is also designed. Finally, a numerical example is provided to demonstrate the validity and superiority of the results in this paper.

Key words: Switched systems, Bumpless transfer control, Event?triggered mechanism, Multiple Lyapunov function

中图分类号:

TP273

何大明, 聂宏. 基于事件触发的网络化切换系统H_∞ 无扰切换控制[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2025, 45(6): 91-98.

Daming HE, Hong NIE. H_∞ Bumpless Transfer Control for Networked Switched Systems Based on Event⁃Triggered Mechanism[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2025, 45(6): 91-98.

图/表 5

图1 网络化切换系统控制框图

Fig.1 Control block diagram of networked switched systems

图2 系统的状态轨迹及切换信号曲线

Fig.2 The state trajectory and the switching signal curveof the system

图3 系统的触发阈值轨迹和控制颠簸轨迹

Fig.3 The trigger threshold trajectory and the trajectory of control chattering of the system

图4 事件触发相邻执行间隔曲线

Fig.4 The control chattering trajectory

图5 控制输入信号的对比

Fig.5 The comparison of control input signals

参考文献 19

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