具有BIBO稳定的网络系统随机容错设计

研究了具有均方BIBO稳定的网络化控制系统的随机容错控制及控制器设计问题。针对网络化控制系统的传感器失效故障和执行器失效故障均具有随机性这一现象,将传感器和执行器的故障建模为相互独立的Bernoulli随机变量序列;利用Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式技术,通过对反馈增益矩阵的分解,得到了网络控制系统存在传感器失效故障和执行器失效故障情况下的均方BIBO稳定条件;基于该稳定条件给出了系统随机容错控制器的设计。以数值实例验证了该方法的有效性。     

基于时滞状态反馈的D稳定容错控制

容错控制是使设计的控制系统能对可能发生的故障具有一定的容错能力，该问题直接关系到控制系统运行的可靠性和安全性。该文基于Lyapunov稳定性理论和Riccati方程，针对线性离散一步时滞系统，引入一步时滞状态反馈，研究了传感器失效后有一定性能保证的D稳定容错控制问题，在给出对传感器失效具有完整性的D稳定容错控制系统需满足的一个充分条件的基础上，进而给出控制器的设计方法和步骤，并推广至执行器失效情况，仿真实验验证了该方法的有效性，与引入状态反馈控制律相比，此方法有更好的动态平稳性。     

基于LMI的磁浮列车悬浮系统被动容错控制

磁浮列车的悬浮系统是具有多传感器、多控制器的复杂非线性系统,其运行环境十分复杂.一旦发生故障或失效就有可能造成人员伤亡或财产损失.为了提高悬浮系统的安全性和可靠性,针对磁浮列车悬浮系统的电磁铁或功率放大器等执行器故障进行了容错控制问题的研究.在建立磁浮列车悬浮控制系统模型的基础上,从被动容错控制角度出发,采用LMI(线性矩阵不等式)方法设计了悬浮控制系统在执行器故障条件下的容错控制器,并以实际对象参数为例进行了仿真分析.仿真结果表明所设计容错控制器可以实现磁浮列车在故障条件下的稳定悬浮与运行,证明了将基于LMI的被动容错控制策略应用于磁浮列车悬浮控制系统的可行性.     

一类时变时延网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有时变时延的不确定网络控制系统,研究存在执行器失效情况的系统鲁棒容错控制问题.基于完整性容错控制思想和李亚普诺夫时延依赖稳定理论,给出了系统对执行器失效具有完整性的充分条件,设计了鲁棒容错控制器.仿真结果表明,该控制器不仅能保证系统鲁棒渐近稳定,而且使系统具有良好的动态性能.     

执行器饱和不确定NCS 非脆弱鲁棒容错控制

针对存在时变时延和丢包的不确定网络化控制系统(NCS), 同时考虑执行器饱和、控制器参数摄动以及非线性扰动等约束, 研究执行器发生结构性失效故障时系统的鲁棒容错多约束控制问题. 基于时滞依赖Lyapunov 方法和容错吸引域定义, 采用状态反馈控制策略推证出了闭环故障不确定网络化控制系统稳定的少保守性不变集充分条件, 并给出了非脆弱鲁棒容错控制器的设计方法以及最大容错吸引域的估计. 仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.

     

鲁棒容错H∞控制系统设计

研究了不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制问题,针对传感器失效故障,提出一种对传感器失效具有完整性、对参数不确定性具有鲁棒性且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错控制器设计方法,并讨论了执行器失效的情况.     

航空发动机容错控制系统设计

航空发动机是一个结构复杂、非线性强的多变量控制对象.控制系统的高可靠性是最重要的技术指标之一.而容错控制为提高系统的可靠性、可维护性和有效性开辟了一条新途径.文中介绍了基于航空发动机容错控制的基本原理和方法,研究了控制系统在反馈信号故障情况下的容错控制问题,该系统可以对失效的检测数据做出实时估计并反馈信号,从而达到对故障容错的目的.     

基于T-S模型的双时变时滞不确定系统的鲁棒H∞容错控制

为了解决系统在含有执行器局部或者完全失效故障情况下的鲁棒H∞容错控制问题, 针对一类状态和控制输入同时存在时变时滞的不确定非线性系统, 采用T-S模糊模型来描述, 利用并行分布补偿（PDC）算法设计了模糊状态反馈控制器, 结合Lyapunov稳定性理论给出了保证该模糊容错控制系统渐近稳定的充分条件, 不但保证了系统输出的鲁棒稳定性, 而且能够满足给定的鲁棒H∞性能指标。最后通过MATLAB仿真对比系统中有外部干扰和无外部干扰情况下的系统输出曲线, 验证了所提出方法的可行性。     

航天器时延自适应变结构容错控制

针对航天器存在未知惯量参数以及干扰与执行机构失效的姿态机动问题,提出一种将自适应变结构控制与时延技术相结合的鲁棒容错控制方法.该方法在继承变结构控制优点的同时,提高了控制律对参数和干扰变化的自适应能力;利用时延技术的逼近能力补偿执行机构的故障,使得控制器对执行机构的失效具有很强的容错能力,并且执行机构故障信息不需进行在线检测和分离.仿真结果表明,在完成姿态调节控制的同时,所提出的方法具有良好的过渡过程品质.     

一类广义不确定时滞系统的鲁棒容错控制

为了保证系统的稳定性和解决系统执行器失效的问题,针对一类线性广义时滞不确定系统,研究了在有记忆状态反馈作用下和执行器失效情况下的鲁棒容错控制问题。在采用具有更广泛意义的执行器故障模型下,给出了线性不确定时滞广义系统对执行器故障保持渐近稳定并且满足给定干扰衰减指标的鲁棒控制器的存在条件和设计方法。仿真结果验证了该方法的可行性和正确性。