非线性系统输出反馈控制

本文针对一般非线性系统,构造了迭代学习观测器,基于该迭代学习观测器的状态和可调参数设计了输出反馈控制律,通过选择可调参数自适应调节律的适当形式,保证了整个系统的渐近稳定性和输出反馈控制律的有界性。计算机模拟显示所提出方法的有效性。     

非线性系统主动容错控制综述

以故障发生部位为分类视角,分别从传感器故障、执行器故障及其他部件故障3个方面,较为详细地对近5年非线性系统主动容错控制的研究进展情况进行了归纳和总结,重点讨论了执行器故障的容错控制问题,并对所存在的问题与未来的发展趋势进行了探讨。     

虚拟传感器重组方法的主动容错控制研究

当非线性系统遇到故障时,需要对控制律进行重新调度和重组.根据这一特点,将非线性自适应观测器和虚拟传感器重组方法相结合,研究了一类非线性系统的重组.同时,针对传感器故障,将线性系统虚拟传感器重组方法推广到非线性系统,并通过设计合适的自适应观测器,保证了重组后的系统仍然等价于原系统.数字仿真证明了该方法的有效性,重组后的系统输出可以很好地跟踪正常工作系统的输出.     

基于未知高频增益的非线性系统自适应迭代学习控制

针对一类单输入单输出不确定非线性重复跟踪系统，提出一种基于完全未知高频反馈增益的自适应迭代学习控制，与普通迭代学习控制需要复习增益稳定性前提条不同，自适应迭代学习控制通过不断修改Nussbaum形式的高频学习增益达到收敛，经证明当迭代次数i→∞时，重复跟踪误差可一致收敛到任意小界δ。仿真结果表明了该控制方法的有效性。     

连续非线性系统的迭代学习控制方法*

本文根据误差收敛准则，提出了连续非线性系统的迭代学习控制算法，给出了ＰＩＤ型学习控制算法的收效条件，实际应用表明，该方法可以逼近预定的任意轨线。     

一类非线性系统的输出反馈容错控制

针对一类非线性系统,研究了故障情况下基于输出反馈的容错控制问题．首先基于Zhang的自适应观测器和Lin的输出反馈控制律设计了正常系统的标称控制律,分析了该控制律的性能,并得到了故障发生后仍然采用该控制律时闭环系统状态有界的充分条件．在此基础上,设计了故障系统的容错控制律,证明了若发生的故障满足前述的充分条件,则故障系统在该容错控制律下稳定．数值仿真表明了该方法的有效性．     

非线性系统闭环P型迭代学习控制的收敛性

本文得到并证明了当被控系统的状态方程为一类非线性方程时，采用闭环Ｐ型学习律迭代学习控制的收敛的充分条件和必要条件，最后，我们给出了典型的仿真结果。     

一类非线性系统的故障重构与容错控制

针对一类满足Lipschitz条件的仿射非线性系统,提出一种执行器故障重构与容错控制方法。通过非奇异变化矩阵对系统进行降阶,设计出滑模故障重构观测器,优化滑模策略,使滑模故障重构观测器渐进估计系统的状态,并给出稳定性分析。运用等价输出控制方法直接获取故障信息,实现执行器故障的检测与重构。设计出主动容错控制器,通过补偿控制,完成执行器故障的容错控制。最后通过数值仿真验证了方法的可行性与有效性。     

非线性非仿射离散时间系统的两阶段最优迭代学习控制

针对非仿射非线性离散时间系统, 基于一种新的沿迭代轴的动态线性化技术, 提出了双层最优迭代学习控制算法. 双层意味着分别设计了两个最优学习层, 迭代的改进控制输入序列和学习增益. 其主要特点是控制器的设计和收敛性分析只依赖于动态系统的 I/O 数据. 换句话说, 不需要知道系统的任何其他信息就可以很容易的选取控制器参数. 仿真研究表明了提出的算法沿迭代轴具有几何收敛性, 这一特点在快速路交通迭代学习控制中具有重要的工程意义.     

非线性系统的学习控制及其在机器人中的应用

分析了一类非线性系统的迭代学习控制问题,给出了迭代算法收敛的充分条件,使得经过逐次迭代后系统输出严格跟踪理想信号,且迭代初始状态与理想状态及理想输入无关。最后,机器人系统的仿真结果表明了本文方法的可行性及实用性。     

非线性系统故障诊断与容错控制技术

在分析非线性系统故障诊断与容错控制技术特点的基础上,研究了该技术在国内外的研究进展和主要方法.同时,比较了几种常见故障诊断和容错控制方法的特点.最后总结了非线性系统故障诊断与容错控制领域亟待解决的几个重点和难点问题,并对该研究领域的发展趋势进行了展望.     

非线性动态系统的容错控制

首先概要介绍了非线性动态系统容错控制技术的发展现状;然后分类介绍了几种非线性系统的容错控制技术,重点分析了基于人工智能和参数估计的主动容错控制方法和基于Hamilton-Jacobi方程的非线性被动容错控制设计方法。对于其它的方法,则简要讨论了它们的适用范围和优缺点;并探讨了该领域的难点问题和可能的研究方向。     

动态系统的鲁棒容错控制方法

本文针对有参数不确定性的动态系统设计了一种参数鲁棒故障检测器及故障向量辨识器,提出了状态向量和输出向量的校正方法.最后给出应用所提算法对飞机实现鲁棒容错控制的例子,数字仿真试验表明效果良好.     

基于故障诊断观测器的输出反馈容错控制设计

针对自适应故障诊断观测器需要误差系统满足苛刻的严格正实条件(Strictly positive real, SPR)和难于处理输出存在扰动的不确定性系统等问题, 提出了一种新型的增广故障诊断观测器的设计方法, 不仅显著地拓宽了自适应故障诊断观测器的适用范围, 而且其具有处理系统扰动的良好性能. 在故障估计的基础上, 提出了动态输出反馈容错控制的设计方法, 避免了基于观测器的状态反馈容错控制的设计难点. 同时, 故障诊断观测器和输出反馈容错控制是分开设计的, 并且又考虑了各自的性能, 简化了设计过程. 最后, 通过仿真实验验证了所提方法的有效性.     

带有通讯约束的网络化控制系统容错控制技术研究

文中研究了针对具有通讯约束的网络化控制系统存在执行器增益故障的容错控制问题. 提出一种静态调度策略, 利用周期通讯序列的方法调度网络资源及网络可用通道. 该研究的创新处在于首先将具有周期通讯序列及执行器故障的网络化控制系统建模为一个周期的切换系统, 并提出了基于调度依赖的利亚普诺夫函数方法对系统容错控制器进行设计. 由于调度策略使得在每个采样时刻存在数据丢失, 文中分别利用0值和上一时刻采样值替代所丢失的数据. 更进一步的, 当考虑控制对象存在外界能量有界干扰时, 分别就上述两种情况讨论了其鲁棒容错控制器的设计问题. 最后, 通过仿真实例证明了所提方法的有效性.     

Fault‐Tolerant Control Allocation for Overactuated Nonlinear Systems

This paper addresses the problem of fault‐tolerant control allocation for input affine nonlinear systems. The proposed scheme is divided in three main tasks: fault detection and estimation using a nonlinear observer, fault isolation through a bank of unknown input observers with a resetting policy to reduce the effects of nonlinearities and control reconfiguration based on reduced order allocation. Analytical results regarding the isolability and reconfigurability of actuator faults are derived and a simulation example is used to illustrate the the proposed fault tolerant control methodology.     

Adaptive Active Fault Tolerant Control for Discrete‐Time Systems with Uncertainties

An active fault‐tolerant control scheme for discrete‐time systems is proposed to solve a difficult problem of fault‐tolerant controller design in the presence of partial loss of actuator effectiveness faults and structural parameter uncertainties assumed to be matched, using adaptive control techniques to help a faster and more accurate compensation of failure and uncertainty. An automated fault estimation scheme is developed together with an adaptive model parameter identification to obtain system parameter estimates. With these estimates fed back to the system, a model reference adaptive controller is constructed to achieve a desired tracking performance. Since parameters are obtained and updated online, the control system has an automatic failure compensation capability so as to recognize or reconfigure the control law in real time in response to failure indications. The stability and convergence follow from discrete‐time Lyapunov arguments. Simulation results from the linearized lateral dynamics model of the Boeing 747 airplane are presented to show the efficiency of proposed methods.     

互联系统容错控制的研究回顾与展望

互联系统的容错控制是近年来控制领域的研究热点,具有重要的理论价值和实际意义.本文阐述了互联系统容错控制的基本结构和主要思想,总结了带有机械互联、网络互联和模型虚拟互联的三类互联系统的容错控制最新研究成果,并对该研究方向进行了展望.     

离散时间系统的主动容错控制及飞控应用

针对处理一类线性不确定离散时间系统多重的、同时发生的、突变的舵机故障问题,提出了一种新的故障估计方案。该方案考虑了两种舵机故障模型:舵机卡死和舵机失效。所提出的舵机故障估计方案适用于为战机设计一个H∞容错飞行控制器,用于以零横向加速度跟踪飞机转弯角和俯仰率指令。仿真结果表明,采用H∞容错飞行控制器能够取得较好的控制效果。