考虑有执行器故障和有界扰动的鲁棒自适应容错补偿控制

考虑在执行器故障和外界干扰下, 用直接自适应状态反馈控制策略解决线性时不变连续时间系统的鲁棒容错补偿控制问题. 提出更一般且更实际的执行器故障模型. 在执行器故障和扰动的上界都未知下, 提出自适应律在线估计未知控制器参数. 然后基于自适应策略的信息, 构造一类鲁棒自适应状态反馈控制器自动补偿故障和扰动的影响. 基于李亚普诺夫定理, 在执行器故障和干扰下, 所得的自适应闭环系统可以被保证渐进稳定. 最后给出一个火箭整流罩模型的例子和它的仿真结果.     

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。     

不确定时滞系统执行器故障模式下的满意容错控制

针对含有不确定参数的离散时滞系统,在执行器增益故障情况下,研究了含时滞记忆的状态反馈满意容错控制器的设计问题.在采用合理的执行器故障描述条件下,分别给出了无外界扰动输入时含有时滞记忆和无时滞记忆状态反馈鲁棒容错控制器的存在条件;进一步给出了在H∞扰动衰减指标约束下,含有时滞记忆和无时滞记忆状态反馈鲁棒容错控制器的设计方法.仿真算例验证了该方法的有效性.     

不确定时滞系统的保代价H∞鲁棒可靠控制

针对一类不确定时滞受扰系统,研究了在执行器发生故障情况下系统具有保代价的H_∞鲁棒可靠控制器设计问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在保代价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。利用论文方法设计的鲁棒可靠控制器能够使得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。仿真结果表明了该可靠控制器设计方法的有效性。     

一类不确定时滞网络控制系统的鲁棒容错保成本控制

针对一类具有时滞且模型中具有参数摄动的网络控制系统,研究在执行器发生故障的情况下系统具有鲁棒保成本可靠控制器设计问题。根据Lyapunov稳定性理论和容错控制理论得到满足系统存在鲁棒保成本控制器的一个矩阵不等式,进而将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式,从而得出系统渐近稳定的充分条件和系统的保成本上界。最后用实例仿真证明结论的有效性。     

不确定时滞系统的保代价H∞鲁棒可靠控制

针对一类不确定时滞受扰系统,研究了在执行器发生故障情况下系统具有保代价的H_∞鲁棒可靠控制器设计问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在保代价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。利用论文方法设计的鲁棒可靠控制器能够使得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。仿真结果表明了该可靠控制器设计方法的有效性。     

考虑执行器故障的鲁棒H∞控制

采用比中断模型更一般的连续增益故障模型，提出线性系统考虑执行器故障的鲁棒H∞可靠控制问题。利用线性矩阵不等式LMI分别给出执行器故障鲁棒H∞控制器存在的充分条件。在保证闭环系统故障发生时的渐近稳定和可接受的性能指标基础上，优化了无故障情况下的性能指标。仿真数例验证了所提出方法的可行性和对系统进行鲁棒H∞控制器设计的必要性。     

不确定时滞系统增益型故障的检测与估计

针对一类不确定连续线性定常时滞系统,提出了一种执行器、传感器增益故障的鲁棒检测与估计策略。该类系统含有多状态与输出时滞,状态和输出方程上同时作用有非结构有界未知扰动。在Trunov和Polycarpou方法的基础上,设计了一种新的时滞系统自适应观测器用于检测并估计突变或缓变的增益故障。与Wang等针对线性无时滞不合输出扰动系统的工作相比,该结论更具一般性。理论分析表明,该方法对于未知扰动鲁棒,能够保证故障的估计,状态与输出估计偏差一致有界。数值仿真验证了方法的有效性。     

传感器失效下不确定离散时滞系统的静态输出反馈鲁棒可靠保成本控制

针对一类参数不确定离散时滞系统,研究了当传感器发生增益故障情况下的静态输出反馈保成本可靠控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,传感器元件具有部分输出增益故障.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了含有时滞记忆和无时滞静态输出反馈保成本鲁棒可靠控制律的存在条件.通过求解由一组线性矩阵不等式所表示的凸优化问题可以得到使得闭环保成本上界最小的鲁棒可靠控制器.最后通过仿真示例说明所提出方法的正确性.     

含时滞记忆的非线性时滞系统满意容错控制

针对一类基于T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,研究在一般执行器故障模式下的含时滞记忆的鲁棒H∞容错控制器设计问题.针对任意连续型执行器故障模式,采用并行分布式补偿原理设计含记忆型状态反馈控制器,给出非线性时滞系统在执行器发生故障情况下的鲁棒镇定准则.然后给出H∞性能指标约束下的满意容错控制器的设计方法和设计步骤.提出的含时滞记忆的状态反馈控制方法可以确保当执行器发生故障时,闭环系统不仅具有渐近稳定性,而且有一定的抗扰动性能,状态反馈控制器设计的保守性较不含时滞记忆控制器设计方法大大降低.仿真实例验证了鲁棒容错控制策略的有效性.     

不确定串联非线性系统H∞鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和干扰的非最小相位串联非线性系统,结合H∞控制和自适应控制方法并利用李雅普诺夫函数递推设计方法设计了状态反馈H∞自适应控制器,避免了求解Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式设计控制器的困难.该控制器不仅保证闭环系统ISS(input-to-state)稳定,而且使得系统对于所有允许的参数不确定从干扰输入到可控输出的 L 2增益不大于给定的值.最后,给出了一个仿真例子,仿真结果充分表明了所设计的控制器的可行性和有效性.     

线性不确定时滞系统的可靠保成本控制

讨论了执行器故障下,线性不确定时滞系统的可靠保成本控制问题。提出了更实际、更一般的执行器故障模型;给出了以LMI表达的故障系统渐近隐定以及成本函数有上界的充分条件;进一步对执行器故障情况下的成本函数上界进行了优化,该优化是通过一个LMI组的最小化问题来实现的,对扰动输入具有一定的衰减性能。仿真实例验证了所得结果的有效性。     

不确定NCS动态输出反馈鲁棒H}保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑到参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,研究了执行器发生失效故障时系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题。通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器失效故障具有鲁棒H∞保性能的时滞和时滞变化率相关的充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的设计方法。最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性。由于推证中未进行模型转换,时延分段处理的同时充分运用了各种时延信息,因此在减少结论保守性的前提下使容错满意度得以提高。     

执行器受限机器人的鲁棒输出调节

针对实际的控制系统中执行器受限的问题，研究了机器人存在不确定结构参数及外界干扰时的输出调节问题。基于李雅普诺夫稳定性理论，通过在构造存储函数的过程中引入双曲正切函数和适当的辅助函数，设计了一种有界的鲁棒控制器。所提出的控制器不保证了闭环系统的鲁棒稳定性，同时也达到了从干扰信号到跟踪误差评价信号所定义的L2增益性能指标γ，即保证了干扰抑制的有效性。最后，由两连杆机器人进行的仿真结果验证了该控制器的可行性。     

具有干扰抑制的不连续机械手鲁棒跟踪控制

由于不连续性普遍存在于机械系统中,它的存在降低了系统的性能.而实际系统中各种干扰也是不可避免的,这就需要机械系统具有一定的干扰抑制能力.针对机械手不连续的不确定性以及外界干扰的存在,利用Filippov解的定义及其相关的非光滑系统的Lyapunov稳定理论,设计了具有L2干扰抑制的鲁棒轨迹跟踪控制器.所获得的非光滑鲁棒控制器,在Filippov框架下能够确保闭环误差系统稳定,实现干扰的有效抑制.最后利用Matlab仿真软件给出两连杆的机械手仿真结果,验证了该算法的有效性.     

Robust adaptive fault-tolerant control for time delay uncertain nonlinear systems with time-varying performance bounds

In this paper, a robust adaptive fault tolerant controller guaranteeing with time-varying performance bounds is designed for a class of time delay uncertain nonlinear systems subject to actuator failures and external disturbance. The influence of time delay on the system is mitigated and the system performance can be guaranteed by introducing a positive nonlinear control gain function and the generalised restricted potential function. A new method with more design degrees of freedom is developed to ensure the norm of the system state within a-priori, user-defined time varying performance bounds. Using the online estimation information provided by adaptive mechanism, a robust adaptive fault-tolerant control method guaranteeing time varying performance bounds is proposed. It is shown that all the signals of the resulting closed-loop system are bounded and the system state less than a-priori, user-defined performance bounds. Finally, simulation results are given to demonstrate the efficacy of the proposed fault-tolerant control method.     

Robust reliable guaranteed cost control of positive interval systems with multiple time delays and actuator failure

This paper addresses the robust reliable guaranteed cost control problem of positive interval systems with multiple time delays and actuator failure for a given quadratic cost function. Through constructing a Lyapunov–Krasovskii functional, a sufficient condition for the existence of robust reliable guaranteed cost controllers is established such that the closed-loop system is positive and asymptotically stable, and the cost function is guaranteed to be no more than a certain upper bound. Based on the linear matrix inequality method, a criterion for the design of robust reliable guaranteed cost controllers is derived which can tolerate all admissible uncertainties as well as actuator failure. Moreover, a convex optimisation problem with linear matrix inequality constraints is formulated to design the optimal robust reliable guaranteed cost controller which minimises the upper bound of the closed-loop system cost. A numerical example is given to show the effectiveness of the proposed methods.     

不确定串联非线性系统H∞鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和干扰的非最小相位串联非线性系统,结合H_∞控制和自适应控制方法并利用李雅普诺夫函数递推设计方法设计了状态反馈H_∞自适应控制器,避免了求解Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式设计控制器的困难.该控制器不仅保证闭环系统ISS(input-to-state)稳定,而且使得系统对于所有允许的参数不确定从干扰输入到可控输出的L₂增益不大于给定的值.最后,给出了一个仿真例子,仿真结果充分表明了所设计的控制器的可行性和有