考虑时间特性影响的控制系统可重构性定量评价方法研究

故障诊断时间和控制重构延时严重影响了控制系统的实际重构性能,然而目前缺乏相关研究.基于该现状,本文针对执行器快变偏差故障,重点考虑时间特性影响,结合能量与输入约束,对控制系统可重构性的定量评价问题展开了研究.首先,以基于观测器的故障诊断算法和控制重构方案为例,建立了重构系统模型;然后,以该模型为对象,通过对重构过程中关键时刻的分析,深入研究了系统故障后的动态特性,并综合考虑故障引起的状态偏差、资源浪费以及诊断误差,设计了用于描述故障系统性能下降程度的二次型性能指标;其次,利用Lyapunov稳定性理论,定量求解了性能指标关于时间的一般表达式,进而求得该指标在整个时域中的最优解;最后,基于最优性能指标,引入了可重构度的概念,实现了对控制系统可重构性的理论判定以及定量描述,并通过数值仿真验证了所提可重构性分析方法的有效性.