部分扇形区域极点配置的可靠控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型提出了考虑执行器故障的部分扇形区域极点配置的可靠控制问题.当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能跳出所给定的复平面区域,而可靠控制的闭环系统仍然保持极点在指定的区域内。本文利用线性矩阵不等式(LMI)给出了部分扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件。研究成果的仿真,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了部分扇形区域极点配置正常控制器和可靠控制器的控制效果。进一步看出对系统进行可靠极点配置的必要性。     

抵御执行器故障的H∞静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的H∞静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出H∞性能指标存在的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的保持渐近稳定。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。     

二阶饱和线性系统的线性最优容错吸引域

考虑执行器故障影响,研究了二阶饱和线性系统的吸引域估计问题.通过适当定义容错吸引域,并采用椭圆逼近,使得系统的吸域域具有容错能力.为了保证容错吸引域的收敛性能,通过状态反馈将闭环系统极点配置在圆形极点区域内.基于参数空间,给出了圆形极点区域对应的反馈增益向量空间的不等式表示.在反馈增益向量窄间和执行器幅值的约束下,基于...     

多指标约束下离散时间系统的满意容错控制

针对一类不确定性由不相关扰动参数矩阵描述的线性离散时间系统,研究了当执行器发生故障时的静 态输出反馈满意容错控制问题．在更实际、更一般的执行器连续增益故障模型下,所设计的控制器确保闭环系统同 时满足期望的区域极点指标、稳态方差指标和H￥ 范数指标约束．分析了容错控制中上述指标的相容性,并给出了 静态输出反馈满意容错控制器的有效设计方法．仿真算例验证了该方法的有效性．     

基于输出反馈的鲁棒容错D-稳定性分析

研究线性不确定系统基于输出反馈的鲁棒容错控制问题.基于连续型执行器故障模式,利用线性矩阵不等式LMI,给出了系统基于输出反馈的鲁棒容错D-稳定的充分条件,并把控制器的设计方法归结为求解一族线性矩阵不等式组.与常规的方法相比,给出的控制器不仅保证闭环系统对执行器故障具有完整性,并且使闭环系统的极点配置在指定区域D中.通过仿真示例表明,无论执行器发生故障与否,得到的基于输出反馈的鲁棒容错控制器均保证闭环系统是D-稳定的,从而验证了所提出设计方法的有效性.     

线性系统区域稳定的可靠控制

针对线性系统,提出了抵御系统执行器故障和不确定性的状态反馈区域稳定可靠控制设计问题.通过对具有连续增益故障控制系统的分析,给出了区域稳定可靠控制器存在的充分条件和设计方法.所设计的区域稳定可靠控制器可以消除执行器故障对闭环系统极点配置的影响.使用线性矩阵不等式(LMI)表示的结果能够容易得到可靠控制增益的数值解.通过CH-47双旋翼直升机的实例仿真验证了该结果的可行性.通过比较区域稳定正常控制系统和可靠控制系统,进一步说明对系统进行可靠控制设计的必要性.     

考虑执行器故障梯形区域极点的可靠配置

针对一类定常线性系统,基于线性矩阵不等式（LMI）,给出梯形区域（垂直条形与广义扇形区域结合）控制器和可靠控制器的设计算法。利用比离散故障模型更具有普遍意义的连续故障模型,给出确定状态反馈可靠控制器存在的充分条件,通过求解LMI,确定状态反馈的可靠控制器的参数矩阵。由所设计的可靠控制器构成的闭环系统能够抵御执行器发生的故障,使闭环系统的极点始终保持在所指定配置的梯形区域内。一个数值例子说明所给出方法的有效性及可行性。     

考虑执行器故障圆盘极点可靠配置

针对线性定常系统,本文提出考虑执行器故障的圆盘极点可靠配置问题．在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了将极点配置到指定圆盘内可靠控制存在的充分条件．通过求解LMI（线性矩阵不等式）完成状态反馈可靠控制器的设计．仿真不仅验证了本文提出设计方法的可行性,而且也说明了可靠配置的必要性。     

具有极点约束的输出反馈完整性控制器设计

基于LMI理论，给出了线性连续时不变系统具有极点约束的输出反馈完整性控制器存在的充分条件，并在此基础上提出一种输出反馈完整性控制器的设计方法。使得当传感器或执行器发生故障时。闭环系统渐近稳定，且闭环极点位于左半复平面的指定区域。数值示例说明了该方法的有效性。     

线性不确定系统混合故障的可靠圆盘极点配置

针对一类不确定线性系统,利用更一般、更实际的执行器出现混合故障的模型,设计可靠控制器的同时将系统的极点配置到指定圆盘内问题,混合故障模型是指在一个系统中同时包含离散故障模型和连续故障模型,并给出系统将极点配置到指定圆盘上可靠控制的充分条件.通过求解LMI(线性矩阵不等式)完成状态反馈可靠控制器的设计.仿真验证本文提出的...     

一类连续区间系统的鲁棒圆盘极点配置

针对一类连续线性区间系统,基于线性矩阵不等式,介绍一类能够将给出的连续区间系统的闭环系统的极点配置到指定圆盘中的状态反馈和输出反馈增益矩阵的设计方法.这类设计方法也包括分别基于执行器故障和传感器故障的可靠控制器的设计方法,基于矩阵的谱半径不大于自身的最大奇异值的理论以及矩阵的Schur补引理,将矩阵的最大奇异值限定后就...     

A gradient flow approach to on-line robust pole assignment for synthesizing output feedback control systems

Pole assignment is a basic design method for synthesis of feedback control systems. In this paper, a gradient flow approach is presented for robust pole assignment in synthesizing output feedback control systems. The proposed approach is shown to be capable of synthesizing linear output feedback control systems via on-line robust pole assignment. Convergence of the gradient flow can be guaranteed. Moreover, with appropriate design parameters the gradient flow converges exponentially to an optimal solution to the robust pole assignment problem and the closed-loop control system based on the gradient flow is globally exponentially stable. These desired properties make it possible to apply the proposed approach to slowly time-varying linear control systems. Simulation results are shown to demonstrate the effectiveness and advantages of the proposed approach.     

基于连续故障模型的Delta算子系统可靠鲁棒H_∞控制

研究具有执行器故障的Delta算子线性不确定系统的可靠鲁棒H_∞问题.设计控制器,确保在执行器发生故障时闭环系统仍能保持鲁棒稳定,且满足给定的H_∞指标.针对执行器连续故障模型,运用线性矩阵不等式方法,得到Delta算子系统α-次优可靠鲁棒H_∞状态反馈控制器的存在条件和设计方法,并进一步给出了Delta算子系统最优可靠鲁棒H_∞控制器的设计方法.数值算例表明,该设计方法是有效而可行的.

Abstract：

The reliable robust H_∞ control problem is studied for the Delta operator systems with actuator failure.The purpose is to design a controller which can tolerate actuator failures,such that the Delta operator closed-loop system is asymptotic stable for all admissible uncertainties,and the H_∞-performance index of the closed-loop system is less than a given upper bound.A more practical model of actuator failure,continuous failure model,is considered.A sufficient condition for the existence of the state feedback α-suboptimal reliable robust H_∞ controllers is derived by using the linear matrix inequality approach.Then the design procedures of such controllers and optimal reliable robust H_∞ controllers are proposed respectively.A numerical example demonstrates the effectiveness and feasibility of the design methods.     

极点与状态方差约束下的动态输出反馈可靠控制

研究了线性不确定系统区域极点与状态方差约束下的动态输出反馈可靠控制器的设计问题．首先在连续型执行器故障模型下,利用线性矩阵不等式方法,建立了容错控制中区域极点指标与方差上界指标间的相容性理论;然后,应用极值原理分析了与区域极点指标相容的方差上界指标的取值范围;最后,给出了同时满足区域极点与状态方差约束下的动态输出反馈可靠控制器的设计步骤．仿真实例验证了结果的有效性．     

线性离散周期系统输出反馈参数化极点配置

采用周期输出反馈的途径, 考虑了线性离散时间周期系统的极点配置问题. 通过将闭环单值性矩阵进行一系列转化, 周期输出反馈律的求解问题可以转化为一类Sylvester矩阵方程的求解问题. 利用Sylvester矩阵方程的最新结果, 可以将输出反馈增益表示为参数化形式, 从而得到了能够实现极点配置的所有输出反馈控制器. 数值算例验证了方法的有效性.     

基于LMI双故障动态输出反馈完整性控制

针对线性系统,基于线性矩阵不等式(LMI)给出了具有完整性的动态输出反馈控制器的设计方案,所得到的结论,不仅给出分别考虑执行器和传感器两类部件发生故障的完整性设计方案,而且给出了考虑执行器或传感器任何一类部件发生故障的完整性设计方案．本文使用了比离散故障模型更具有实际意义的连续故障模型．一个数值例子说明了所提方法的有效性．     

一种改进的输出反馈特征结构配置方法在飞翼飞机增稳系统设计中的应用

针对常规输出反馈特征结构配置方法不能完全保证闭环系统稳定性的问题, 提出一种改进的输出反馈特征结构配置方法. 该改进的算法通过引入二次型性能指标, 将闭环系统的稳定性问题转化为线性二次型最优控制问题,从而保证闭环系统的稳定性; 考虑到采用特征结构配置方法所设计的闭环系统鲁棒性不强, 给出保证系统鲁棒性的条件, 以解决系统鲁棒性问题. 最后, 通过在飞翼飞机上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.