双时滞不确定离散系统的满意容错控制

为了满足工业实际中要求容错控制策略不仅保证故障模式下系统的稳定,同时还须满足一定的性能指标或约束条件的要求,针对同时具有状态和控制时滞的不确定离散时滞系统,在一般执行器故障模式下,研究了基于状态反馈的H∞满意容错控制问题,并用仿真示例验证方法的有效性。

多目标约束下的满意容错控制方法

对一类不确定性不满足匹配条件的线性系统,研究了网域极点指标、H_∞指标和H_∞指标约束下的满意容错控制器的设计问题.在连续型的执行器故障的模式下,利用线性矩阵不等式技术,提出了多目标容错控制性能的相容性判别条件,分析了与圆域极点指标相容的H_∞指标和H_2指标的取值范围,并在相容指标约束下给出了有效的满意容错控制器的设计方法.对歼击机纵向通道控制系统的仿真结果表明,本文提出的方法是有效的.

区域极点和H_∞指标约束下的满意容错控制方法

对一类不确定性不满足匹配条件的线性系统,研究了区域极点和H∞指标约束下的满意容错控制器的设计问题.在连续型执行器故障的模式下,利用线性矩阵不等式技术,给出了2个指标约束下容错性能的相容性判别条件,分析了与区域极点指标相容的H∞指标的取值范围,并在相容指标约束下给出了满意容错控制器的设计方法.对歼击机纵向通道控制系统的仿真结果表明,所设计方法是有效的.

满意容错控制

首先介绍了容错控制理论、满意控制理论,然后把两者相互结合,阐述了满意容错控制理论,并详细介绍了研究满意容错控制理论的工具——线性矩阵不等式(LMI),最后给出了其应用的数值算例.

一类多指标约束下模糊非线性系统的满意容错控制

针对一般执行器故障模式的T-S模糊非线性系统,分别研究了同时具有稳定度指标、输入指标、输出指标约束下和同时具有闭环极点指标、方差指标、H∞指标约束下的满意容错控制器设计问题,给出了各相容指标的取值范围.仿真实例验证了所设计的满意容错控制策略的有效性,它不仅保证了执行器故障闭环系统的稳定性,而且保证系统具有良好的动态和稳态性能.

执行器故障不确定非线性NCS鲁棒满意容错设计

针对一类具有更一般执行器故障的不确定非线性网络化控制系统,考虑时延和丢包的影响,基于状态反馈策略,将其建模为具有状态区间时变时延的T-S模糊模型,通过构造适当的时滞依赖Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了使不确定非线性网络化控制系统同时具有α-稳定、H扰动抑制及广义H2等多性能指标约束的鲁棒满意容错判决准则,并给出了相应控制器的优化求解方法。由于证明中仅采用Jensen及更紧界的Jensen改进不等式处理相关积分项,而未引入其他辅助自由权矩阵,因此在减少结论保守性的同时降低了计算复杂度。最后以仿真示例验证了所述方法的有效性和可行性。

具有α-稳定的NCS满意容错设计

针对具有时变时延和丢包的网络化控制系统,考虑参数不确定性和外界有限能量扰动的影响,研究了系统在执行器发生失效故障时的满意容错设计问题。将丢包当作一种特殊时延,综合考虑时延上、下界及变化率,通过构造适当的时滞依赖Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了具有两类不同被调输出的不确定闭环故障网络化控制系统,在α-稳定、H∞扰动衰减指标和广义H2三类指标共同约束下的满意容错设计准则,并以求解LMIs的方式给出了具有多指标约束的满意容错控制器的优化设计方法。由于证明过程未进行模型转换和引入其他自由权矩阵,Lyapunov-Krasovskii泛函中充分考虑了时延信息,并采用了较紧的积分不等式,因而结果具有较少保守性和计算量。最后以仿真算例验证了该方法的可行性和有效性。

基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计

基于离散事件触发通信机制(DETCS),考虑执行器饱和约束,研究了网络化控制系统(NCS)同时满足多项约束目标的主动容错与网络通信间的协同设计问题。首先,通过在传统的NCS中引入事件发生器,提出并构建了DETCS下NCS主动容错的架构与设计理念,即基于系统中物理采样器采样周期的驱动来设计状态和故障观测器,基于网络通信约束触发的事件驱动来设计反馈控制。其次,建立了集网络属性、执行器饱和约束、故障估计、扰动信息、故障调节与反馈控制为一体的非均匀传输闭环故障系统模型。接着,给出了满足H∞性能的状态和时变故障估计的广义观测器的求解方法,并以此为基础给出了非均匀传输故障调节与网络通信间的满意协同设计方法。最后,通过采用四容水箱基准实例验证了理论结果的正确性与实用性。

执行器饱和NCS的满意容错与通信的协同设计

基于离散事件触发通信机制(DETCS),研究了非均匀传输周期下具有执行器饱和的网络化控制系统(NCS)的满意容错与网络通信间的协同设计问题.通过将保持器端数据的非均匀更新周期对系统性能的影响转化到对系统时滞的影响中,建立了一个具有执行器饱和的闭环故障NCS模型,该模型将建模中的多个因素集成在一个框架下,如执行器饱和约束、执行器失效、事件触发条件、非均匀传输周期、传输时延、计算时延和控制器信息等.基于不连续的Lyapunov-Krasovskii函数、互反凸技术、线性凸组合技术及琴生不等式,为具有多种性能的闭环故障系统提出了网络通信与满意容错间的协同设计方法.借助仿真算例,验证了提出的协同设计方法的有效性,此外还对不同性能指标和DETCS中的触发参数间的相容性进行了分析.