T-S模糊半马尔可夫跳变系统故障估计

针对一类具有一般不确定转移概率的T-S模糊半马尔可夫跳变系统(S-MJS)设计了一个降维观测器,它可以同时估计系统状态、执行器故障及传感器故障,并且能够完全解耦外部干扰.利用线性矩阵不等式的形式,给出了观测器存在的充分条件,并证明误差系统可在有限时间内稳定.最后通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

基于中心对称多胞体的四旋翼无人机执行器故障检测

本文针对四旋翼无人机姿态控制系统执行器发生的故障,设计未知输入观测器并基于中心对称多胞体实现故障检测.首先,利用泰勒展开对无人机非线性系统模型进行离散化处理,将执行器故障项视为干扰项,利用未知输入观测器来进行干扰解耦;其次,采用中心对称多胞体计算检测的残差阈值,通过比较四旋翼无人机系统产生的执行器故障残差与阈值区间完成故障检测;最后,基于MATLAB仿真平台,验证了所提出的无人机姿态控制执行器系统的故障检测的有效性.     

基于集员未知输入观测器的风力机桨距执行器故障诊断

风力机一般放置在恶劣的环境中,其桨距执行器极易出现故障。文中针对一类含有未知但有界干扰和噪声的风力机系统的桨距执行器故障问题,设计了集员未知输入观测器对桨距的执行器故障进行检测并分离。采用气动机理和现代辨识原理建立风力机系统模型,通过优化未知输入观测器设计对系统中的干扰解耦,基于中心对称多胞体估计不考虑故障时残差的区间包络,并将其作为残差估计的上下动态阈值,实现状态估计。在上述基础上提出了利用一组集员未知输入观测器进行故障诊断的策略。仿真结果表明,在实验过程中,文中所设计的集员未知输入观测器准确地诊断出了风力机桨距执行器的3阶和5阶线性系统在发生突变故障和缓慢时变故障的时间和位置,证明了所提故障诊断策略的有效性。     

基于自适应动态规划的一类非线性系统的容错控制器设计

针对存在执行器故障的一类仿射非线性系统,基于自适应动态规划方法,提出了一种新型的容错控制器。利用故障观测器估计执行器故障,并利用故障信息构建一个改进型的性能指标函数,将容错控制问题转化为最优控制问题。同时使用策略迭代(PI)算法,通过构造评价神经网络来求解HJB方程,获得近似最优容错控制律,并且基于李雅普诺夫函数,证明该容错控制器可以确保闭环系统渐近稳定。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于Takagi-Sugeno型自适应模糊神经网络的模拟电路故障诊断

该文提出了一种基于Takagi-Sugeno型自适应模糊神经网络故障诊断方法。首先通过电路仿真获得故障样本,其次利用主成分分析对故障样本进行降维处理,减少自适应模糊神经网络的输入,降低训练时间,然后采用BP算法与最小二乘法相结合的混合学习算法训练自适应模糊神经网络的连接权值和隶属度函数。仿真结果表明,此方法能够快速有效地对模拟电路的故障进行诊断和定位,表现出了很好的应用潜力,在容差模拟电路故障诊断领域具有较好的应用前景。     

基于T-S模糊模型的非线性网络控制系统的故障检测

研究了一类不确定非线性网络控制系统的故障检测问题.当存在时变时延的情况下,基于T-S模糊模型方法建立新的非线性网络控制系统模型,并设计故障观测器,对系统进行故障检测,并给出了线性矩阵不等式形式的观测器稳定判据.通过仿真示例验证了该方法的有效性.     

离散时间Markov跳变系统的降维观测器设计

研究一类具有未知输入的线性离散时间马尔可夫跳变系统的降维观测器设计问题.首先,针对含有未知输入的线性系统设计一种新的降维观测器,通过构造观测器增益矩阵,使得未知输入完全解耦.此外,通过线性矩阵不等式形式给出观测器存在的充分条件,并证明观测器误差在有限时间意义上是稳定的,保证了估计的良好暂态性.最后,通过实例验证了所提方法的有效性和可行性.     

一类非线性互联系统的H∞模型参考跟踪分散输出反馈模糊控制

本文对一类不确定状态不可测非线性互联系统,给出了一种基于观测器的H_∞模型参考跟踪分散输出反馈模糊控制方法.设计中,首先采用模糊不确定T-S模型对非线性互联系统进行模糊建模,在此基础上,给出模糊分散观测器的H_∞设计和基于观测器的模型参考跟踪分散模糊控制的设计.应用李亚普诺夫和线性矩阵不等式方法给出了模糊分散系统稳定的充分条件.仿真结果进一步验证了所提出的模糊分散控制方法的有效性.     

基于模糊干扰观测器的无人机自主着陆逆控制器设计

针对具有显著非线性和不确定性的无人机自主着陆系统,提出基于模糊干扰观测器的非线性动态逆的控制方法,用于降低控制器对不确定性的要求。基于时标分离原则,将无人机自主着陆系统分为快回路、慢回路、非常慢回路和极慢回路,通过在快回路、慢回路和非常慢回路设计动态逆控制律使状态解耦,设计直线下滑和指数拉平的着陆轨迹,并在极慢回路进行跟踪。设计基于模糊系统的干扰观测器,以逼近外部干扰和内部不确定性等复合干扰,基于李雅普诺夫理论证明系统稳定性。最后给出了无人机自主着陆轨迹跟踪控制仿真,仿真结果表明设计控制器具有良好鲁棒性,完成无人机在外界干扰下的自主着陆控制。     

基于反步自适应技术的四旋翼无人机执行器故障问题研究

四旋翼无人机是一个具有多变量、强耦合、强非线性特性的欠驱动非稳定被控对象,快速准确地进行故障诊断对实现无人机安全飞行具有重要意义。基于Newton-Euler运动定理建立四旋翼无人机动力学方程,针对四旋翼无人机执行器故障基于反步法、Lyapunov理论结合自适应技术推导出自适应律,反解出滚转角、俯仰角的期望值,从而进行在线故障估计,取代用于故障重构的观测器,较好地实现执行器容错控制。通过仿真实验验证了本文所提的反步自适应容错控制方法的有效性。