参数不确定性时滞系统的鲁棒H_∞ 容错控制器设计(英文)

研究了一类同时具有参数不确定性、外界干扰和时滞的线性系统执行器失效的问题 .给出了该类系统一种鲁棒H∞ 容错控制器的设计方法 .通过假设失效执行器的输出信号是任意能量有界的干扰信号 ,不确定线性时滞系统的容错控制问题转化成了鲁棒H∞ 控制问题 .控制器可以通过解修正的代数黎卡提方程得到 ,而且控制器与时滞常数无关 .设计例子证明了所给方法的有效性 .

多约束非线性结构振动系统的鲁棒H_∞容错控制

研究了多约束条件下非线性结构振动系统的鲁棒H∞容错控制问题。根据建筑结构力学原理,建立了包含输入时变时滞、执行器故障、非线性参数摄动以及干扰等多约束条件的结构振动系统状态模型,基于状态反馈和Lyapunov稳定性理论,提出了一个可满足多约束条件的时滞相关鲁棒H∞容错控制算法,该结果以线性矩阵不等式形式给出。在推导过程中只对矩阵不等式进行了两次放大,结果与输入时滞有关,以尽可能降低控制器设计的保守性。该方法设计的控制器能够使得时滞非线性结构振动系统具有指定H∞范数的干扰抑制能力,对执行器故障具有容错性。通过对一个四自由度建筑结构模型在EI Centro地震波作用下振动的控制仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。

参数不确定广义系统鲁棒H_∞容错控制器的设计

研究了一类不确定广义系统基于状态反馈针对执行器发生故障的鲁棒H∞容错控制问题;运用线性矩阵不等式(LMI)给出了鲁棒H∞容错控制器存在的充分条件;通过假设失效的执行器的输出信号是任意的能量有界干扰信号,将不确定广义系统的鲁棒H∞容错控制问题化为H∞控制问题,给出了该问题可解性的充分条件。鲁棒H∞容错控制器可以通过解相应的线性矩阵不等式(LMI)给出,因而具有数值易解性。最后,所给的设计例子说明了方法的有效性。

广义时变系统的鲁棒H_∞容错控制

对于一类广义时变不确定系统,在执行器故障情况下给出了系统具有容许性的充分条件,并设计反馈控制器使其满足给定的H_∞干扰衰减指标,使得系统在正常与故障情况下都具有容许性.最后给出数值算例来证明结论的有效性.

考虑输入滞后的磁悬浮列车悬浮系统的鲁棒H_∞容错控制

以磁悬浮列车单模块悬浮系统为对象,考虑系统存在的输入时滞,建立了时滞悬浮系统的数学模型,基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法,设计了在执行器发生故障情况下的鲁棒H∞容错控制器,在此基础上,针对不同执行器故障模式,对悬浮间隙的变化情况进行了仿真。仿真结果表明所设计的控制器在执行器故障条件下能够使磁悬浮列车稳定悬浮与运行。

模态依赖时滞不确定Markov跳变系统的鲁棒H_∞容错控制

针对一类具有模态依赖时变输入时滞和状态时滞的不确定奇异Markov跳变系统,在执行器发生故障的情况下,研究了其鲁棒H∞容错控制问题.基于积分不等式的方法,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了此类系统存在无记忆状态反馈鲁棒容错控制律的充分条件,并设计了鲁棒H∞容错控制器,使得闭环系统稳定且满足一定的H∞干扰抑制水平.最后,仿真算例验证了该方法的有效性.

具有输入滞后的不确定系统时滞依赖鲁棒H_∞可靠控制

讨论了一类具有输入时变时滞不确定系统,研究了在执行器发生故障情况下系统全局渐进稳定的鲁棒H∞可靠控制设计的问题.首先建立了包含参数不确定、控制输入滞后、执行器故障等的系统状态模型;然后根据Lya-punov稳定性理论,推导出系统存在时滞依赖型鲁棒H∞可靠控制器应满足的矩阵不等式,并将其转化为线性矩阵不等式.数值仿真结果表明:提出的控制器设计方法具有满意的控制性能要求.

分置式浮桥的动力学建模与鲁棒容错控制研究

动力固定是一种全新的浮桥固定方法,具有重要的实际应用价值.提出把整个浮桥系统作为研究对象,建立了分置式动力固定浮桥的动力学模型,对浮桥的运动进行了分析,按照动力固定控制系统要求对模型进行简化.由于浮桥系统的复杂性,考虑到动力舟在实际使用中容易发生故障,提出将系统在动力舟失效情况下的容错控制问题转换为LMI的可行性问题,设计浮桥的鲁棒H∞容错控制系统,以浮桥模型试验测得的水阻力等外界干扰力为依据,对浮桥动力固定特性进行数学仿真.仿真结果证明了建模方法的正确性,同时,说明当动力舟发生故障时,所设计的鲁棒H∞容错动力固定控制系统能够有效地保持浮桥的横向稳定性.

多约束条件下结构振动系统的容错控制

现代控制理论在工程结构振动领域中的应用性不强,主要是因为其考虑的实际约束条件太少,就该问题进行了研究。首先根据建筑结构力学原理,建立了包含控制输入滞后、执行器故障、参数不确定等的结构系统状态模型。然后基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法给出了一个可满足多约束条件的时滞依赖型鲁棒H∞容错主动控制算法。通过对一个四自由度建筑结构模型在EI Centro地震波作用下振动的主动控制仿真,验证了该方法的可行性,可用于工程结构的振动控制。

航空发动机分布式控制系统动态输出反馈鲁棒H_∞容错控制

针对存在网络诱导时延、外部干扰的航空发动机分布式控制系统,提出了执行机构发生部分失效故障时的输出反馈容错控制方法。对航空发动机分布式控制系统中网络诱导时延以及执行器部分失效问题进行量化说明,在此基础上,采用动态输出反馈控制器建立增广闭环系统。针对所建立的增广闭环系统,对H_∞性能约束下的增广闭环系统稳定性进行分析,并利用线性矩阵不等式理论设计了输出反馈H_∞容错控制器。仿真结果表明,当两个执行机构输出值分别为衰减80%和50%时,控制系统在所设计的控制器作用下均方渐进稳定,且具有H_∞性能指标为0.63,同样在正向偏差故障条件下也具有很好的容错能力。