利用状态反馈增益变化设计广义系统H∞可靠控制器

通过对状态反馈两种增益变化形式的分析,研究广义系统H∞可靠控制器的设计问题.给出基于状态反馈增益变化的广义系统H∞可靠控制器的定义,得到了执行器故障模型.用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究两种状态反馈增益变化的广义系统H∞控制器存在的充分条件和设计方法.进而,针对执行器的不同故障情形,用LMI方法给出广义系统存在基于状态反馈增益变化的H∞可靠控制器的充分条件.最后,给出了优化广义系统H∞可靠控制器的设计算法.     

一类时滞广义非线性系统H_∞可靠跟踪控制

讨论一类Lipschitz时滞非线性广义系统的H∞可靠跟踪控制问题.分别给出了执行器失效和传感器失效两种模型下可靠控制器存在的充分条件,使得闭环系统正则无脉冲并且指数稳定,同时系统输出跟踪预先给定的可测参考模型的输出,且满足H∞性能指标,并利用线性矩阵不等式技巧给出了可靠控制器的设计方法.最后给出了一个数值例子,说明了本文所给出方法的有效性.     

状态和控制含多时滞的离散系统H∞容错控制

针对状态和控制输入同时具有多个时滞的线性离散时间系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了执行器故障情况下,离散多时滞系统的H∞容错控制问题.在采用连续执行器故障模型条件下,给出了系统没有干扰输入时存在无时滞记忆的状态反馈容错控制器的充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无时滞记忆的状态反馈H∞容错控制器的充分条件,并将结论推广到离散故障模型的情况.仿真结果证明了所提H∞容错控制器设计方法的正确性和有效性.     

考虑执行器故障的线性系统H∞可靠控制

针对线性定常系统，采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了考虑执行器故障的H∞可靠控制问题。利用LMI分别给出了多故障H∞可靠控制器和单故障H∞可靠控制器的存在充分条件和设计方法。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和在可接受的性能指标的基础上，无故障的正常情况下的指标得到优化。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性；而且通过比较正常H∞控制器和H∞可靠控制器的控制效果看出，对系统进行最优H∞可靠控制器设计的必要性。     

输入滞后结构振动系统的H∞可靠控制

针对一类含有输入时变时滞的结构振动系统,研究了在执行器发生故障情况下系统全局渐近稳定的鲁棒H∞可靠控制设计的问题.首先根据建筑结构力学原理,建立了包含控制输入滞后、执行器故障等的结构系统状态模型.然后基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式处理方法给出了一个时滞依赖型H∞可靠主动控制算法,且控制器存在的充分条件以线性矩阵不等式的形式给出.通过对一个四自由度建筑结构模型在El Centro地震波作用下振动的主动控制仿真,验证了所提方法的可行性,可用于工程结构的振动控制.     

考虑执行器故障的鲁棒H可靠控制

本文采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了线性不确定系统考虑执行器故障鲁棒H∞可靠控制问题，利用 LMI分别给出了多故障鲁棒 H∞可靠控制器和单故障鲁棒 H∞可靠控制器存在的充分条件。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和可接受的性能指标基础上，优化了无故障正常情况下的指标。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性，而且比较了鲁棒 H∞正常控制器和鲁棒 H∞可靠控制器的控制效果，进一步看出对系统进行最优鲁棒 H∞可靠控制器设计的必要性。     

考虑执行器故障的鲁棒H∞可靠控制

本文采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了线性不确定系统考虑执行器故障鲁棒H∞可靠控制问题，利用LMI分别给出了多故障鲁棒H∞可靠控制器和单故障鲁棒H∞可靠控制器存在的充分条件。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和可接受的性能指标基础上，优化了无故障正常情况下的指标。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性，而且比较了鲁棒H∞正常控制器和鲁棒H∞可靠控制器的控制效果，进一步看出对系统进行最优鲁棒H∞靠控制器设计的必要性。     

多时滞线性连续系统的最优H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.     

广义系统H∞可靠性控制

通过对更一般形式的执行器和传感器故障模型分析,研究了广义系统基于观测器的H∞可靠性控制器设计问题.利用带有约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出执行器故障情况下,广义系统H∞可靠性控制器存在的充要条件和设计方法,以及传感器故障情况下,广义系统H∞可靠性控制器存在的充分条件和设计方法.所设计的H∞可靠性控制器使得闭环广义系统容许且传递函数的H∞范数有界.同时,还将带广义约束的GARI转化成了线性矩阵不等式(LMI),进而简化了广义系统H∞可靠性控制器设计方法.     

不确定时变时滞系统的保成本H_∞鲁棒可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定线性系统,研究了在执行器发生故障情况下系统具有保成本H∞鲁棒可靠控制器设计问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在保成本H∞鲁棒可靠控制器应满足的一个矩阵不等式,进一步将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式(LMI),并给出了系统状态反馈控制器的设计方法,所得的结果是时滞相关的。利用论文方法设计的鲁棒可靠控制器能够使得时变时滞系统对于任意允许的不确定量以及一个预先指定执行器子集中任意执行器失效不仅具有鲁棒容错性,并且使系统存在保成本上界以及具有指定H∞范数的干扰抑制能力。     

硬软件交互的可靠性建模及其应用

开发了一种统一的可靠性模型,该模型对系统的硬件失效、软件失效和软硬件交互失效都可以作出解释。硬软件失效可以由熟知的建模方法来解决。而提出了一套利用马尔可夫过程来捕获硬软件交互失效的建模方法论,通过将其应用到真实的通信系统来说明该硬软件混合的建模方法。     

Initial failures in distributed computations

We investigate the possibility of solving problems in completely asynchronous message passing systems where a number of processes may fail prior to execution. By using game-theoretical notions, necessary and sufficient conditions are provided for solving problems is such a model with an without a termination requirement. An upper bound on the message complexity for solving any problem in the model is given, as well as a simple design concept for constructing a solution to any solvable problem.Supported in part by the Guttwirth Fellowship, by the National Science Foundation under grant CCR-8405478, and by the Hebrew Technical Institute scholarship.Supported in part by Technion V.P.R. fund—C. Wellner Research fund.     

基于特征值估计的鲁棒容错控制系统设计

本文对具有参数不确定性的反馈系统，采用了矩阵扰动理论，将故障和参数扰动对系统的影响归结为对系统闭环矩阵的扰动，提出了对传感器或执行器失效具有鲁棒完整性的设计方法，该方法简单实用。     

加权无标度网络抵制级联失效的鲁棒性研究

针对复杂网络遭遇攻击和随机失效而引发的级联失效问题,提出一种基于介数的节点加权策略,用于探讨加权无标度网络抵制级联失效的鲁棒性。通过数值模拟和理论分析发现,基于介数的策略具有与基于度的策略几乎相同的最优权重参数。在最优权重参数下,基于介数的策略使得网络更具鲁棒性,能显著降低级联失效发生的可能性和发生情况下的级联规模。     

针对任意传感器失效的反馈设计新方法

本文针对任意传感器的失效，给出了一种反馈设计方法，通过解Ｌｙａｐｕｎｏｖ方程及判定一个不等式的成立，即可给出反馈增益阵的设计，最后用这种方法研究了一个例子。     

Markovian analysis of a discrete material manufacturing system with merge operations, operation-dependent and idleness failures

This paper examines a discrete material manufacturing system consisting of three machines that are subject to breakdown and one buffer of finite capacity. It is assumed that the buffer has two immediate preceding machines performing the same operations and one immediate succeeding machine receiving material from the buffer. When the buffer reaches its own capacity, one of the two preceding machines has priority over the other to dispose its processed part into the buffer.

It is also assumed that there is a new way of the machines reaching failure, by allowing the machines to fail not only when they are operational but also when are either blocked or starved. The latter gives rise to the possibility of modeling the production of more than one part types. The model is solved analytically by developing a recursive algorithm that generates the transition matrix for any value C of the intermediate buffer capacity. Then various performance measures of the system (e.g., throughput) can be easily evaluated. Numerical results for the throughput are also given and these are compared against simulation. The proposed model may be used as a decomposition block to solve large flow lines with merge/split operations (for example, flow lines with quality inspections and rework loops) and multiple part types.     

目的边攻击和防御下的相互依存网络相继故障

许多现实的网络彼此间相互作用与依存,一个或几个网络的故障将导致网络间的相继故障,最终导致相互依存的网络系统整体失效。为解决基于相互依存边目的攻击下的网络间相继故障及其渗流问题,采用一种新的相互依存边的边权定义方法,提出相互依存边在目的攻击和防御下的故障渗流模型,运用生成函数和渗流理论,分析相互依存网络在此攻击和防御下的相继故障渗流过程。以相互依存的随机网络和相互依存的无标度网络为实例,进行实例分析与仿真实验。仿真实验与理论分析相符并表明：基于相互依存边的目的攻防效果均好于基于节点的目的攻防效果。     

Generalized PI control design for a class of unknown nonaffine systems with sensor and actuator faults

This work deals with the tracking control problem of a class of unknown nonaffine dynamic systems that involve unpredictable sensor and actuation failures. As the control inputs enter into and influence the dynamic behavior of the nonaffine system through a nonlinear and implicit way, control design for such system becomes quite challenging. The underlying problem becomes even more complex if the system dynamics are unavailable for control design yet involving unanticipated sensor and/or actuator faults. In this work, a structurally simple and computationally inexpensive control scheme is proposed to achieve uniformly ultimately bounded (UUB) stable tracking control of a class of nonaffine systems. The proposed control is of a generalized PI form and is able to accommodate both sensor and actuator faults. The effectiveness of the proposed control strategy is confirmed by theoretical analysis and numerical simulations.     

Data refinement and singleton failures refinement are not equivalent

In this paper, we give simple example abstract data types, with atomic operations, that are related by data refinement under a definition used widely in the literature, but these same abstract data types are not related by singleton failure refinement. This contradicts results found in the literature.