线性不确定系统具有完整性的一种设计方法

研究了参数不确定状态反馈控制系统的鲁棒容错问题,目的是设计状态反馈控制器使得对可容许的参数不确定性及传感器失效故障或／和执行器失效故障,系统依然保持全局渐近稳定,具有完整性。基于Lyapunov稳定性理论,应用矩阵的谱半径和最小特征值等概念,分别针对传感器失效、执行器失效以及传感器和执行器同时失效三种情况,推导出使闭环系统渐近稳定的三个定理,给出了一种新的、简单的控制律设计方法和设计步骤。最后,给出了一个设计算例,并就各种可能的传感器或／和执行器失效故障情况进行了仿真分析,应用研究结果验证了所提出方法的有效性和简单性。     

不确定离散时滞系统的D稳定鲁棒容错控制

针对离散一步时滞系统, 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, 给出一个对传感器失效具有完整性的D稳定控制系统需满足的一个充分条件, 进而讨论了参数不确定离散时滞系统的D稳定鲁棒容错控制问题, 给出了D稳定鲁棒容错控制系统的设计方法及步骤, 并把相应结果推广到执行器失效的情况, 最后用一个设计示例及仿真结果验证了这种设计方法的有效性.     

不确定离散系统的D稳定鲁棒容错控制

本文基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论和线性变换技术，研究了离散系统的Ｄ稳定容错控制问题，给出了对传感器失效具有完整性Ｄ稳定系统需满足的一个充分条件，进而讨论了不确定离散系统的Ｄ稳定鲁棒容错控制问题，并把结果推广到执行器失效的情况，给出了Ｄ稳定鲁棒容错控制系统的设计方法。最后用设计实例及仿真结果验证了这种方法的有效性。     

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。     

离散多时滞系统的D稳定鲁棒容错控制

针对离散多时滞系统,设计了一种D稳定鲁棒容错控制器。首先以传感器失效为例,推导出了使系统D稳定的充分条件。然后依次推广到执行器失效以及系统参数不确定的情况。所设计的鲁棒容错控制器既能保持系统的稳定性,又能使系统满足一定的性能要求,且工程上易于实现。最后通过仿真示例验证了文中方法的正确性,并对仿真结果进行了分析。     

时滞不确定系统的鲁棒容错控制

本文考虑了线性时滞系统的容错控制问题，给出了时滞系统对传感器失效具有完整性的一个充分条件，并推广到执行器失效的情况，进而考虑了参数不确定系统的鲁棒容错控制问题，给出了鲁棒容错控制时滞系统的设计方法及步骤，并用设计实例及仿真结果验证了这种方法的有效性．     

离散多步时滞系统的容错控制研究

针对离散多步时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,采用具有状态反馈及时滞状态反馈的控制律,推出了当执行器或传感器发生失效故障时闭环系统仍能保持渐近稳定需满足的充分条件;并利用LMI给出了不依赖时滞的线性离散多步时滞系统的容错控制器的通用求解方法;讨论了该方法对具有不同时滞步数离散多步时滞系统容错的普适性。以执行器失效故障为例,仿真结果证明了该方法的有效性。     

线性离散时滞系统的D稳定容错控制

采用状态反馈和带时滞的状态反馈控制律,基于Lyapunov稳定性理论和Riccati方程,针对线性离散一步时滞系统,研究了执行器失效后有一定性能保证的D稳定容错控制问题。在给出对执行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,给出了控制器的设计方法和步骤,并推广至传感器失效情况。仿真结果证实了这种方法的有效性,与仅引入状态反馈控制律相比,此方法有更好的动态响应性能。最后指出了时滞状态反馈增益矩阵的选取原则。     

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.     

双电机同步驱动伺服系统故障诊断与容错控制

本文针对双电机同步驱动伺服系统中执行器失效会导致系统性能下降甚至失稳的情况,提出了一种基于自适应滑模的故障诊断和容错控制策略.该方法通过设计各电机转速的自适应滑模状态观测器,在线估计各执行器的失效因子:当单个执行器部分失效时,通过自适应的方法调整控制器增益;当单个执行器全部失效时,重构系统的控制律.对于系统中存在非匹配不确定项的情况,提出在期望虚拟信号中引入基于扩张状态观测器的补偿项抑制方案;利用Lyapunov理论证明了闭环系统在正常和故障状况下的稳定性以及观测器的收敛性;仿真结果表明,所设计的控制策略能保证系统稳定跟踪指令信号,在单个执行器失效的情况下系统跟踪性能基本不下降.     

Model-based tracking for agent-based control systems in the case of sensor failures

The study on artificial intelligence(AI) methods for tuning of particle accelerators has been reported in many literatures.This paper presents tuning method for agent-based control systems of transport lines in the case of sensor/actuator failures.The method uses model-based tracking concept to relax the demand on sensor data.The condition for successful operation of the stated scheme is derived,and the concept is demonstrated through simulation by applying it to the model of microtron,transport line-1 and booster of indus accelerator.The results show that this approach is very effective in transport line control during sensor/actuator failures.     

具有完整性的分散控制研究

本文研究大系统的分散控制的完整性问题。文中给出了当一个或多个子系统执行器可能出现故障时分散控制具有完整性的设计方法，并将这种方法推广到传感器情形。最后通过一个算例说明该方法的有效性。     

具有时延和丢包的NCS 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,研究执行器或传感器失效时,系统受外部有限能量扰动影响的Hinf保性能容错控制问题。文中将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的区间快变特性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器或传感器失效故障具有Hinf保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出了最优控制器的设计方法。最后以一个仿真算例验证了文中所述方法的可行性和有效性。     

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。     

一类不确定Lur''e 奇异系统的可靠鲁棒性H∞跟踪控制

The problem of reliable robust H∞ tracking control for a class of uncertain Lur'e singular systems is studied. A practical and general failure model of actuator and sensor is considered by using convex polytopic uncertainties to describe control surface impairment. Some sufficient conditions are presented for the case of actuator, sensor and control surface failures in terms of linear matrix inequalities (LMIs). The resultant control systems are reliable in that they guarantee closed-loop system robust stability with H∞ performance and the output tracking the reference signal without steady-state error when all control components are operational as well as when some control components experience failures. Finally, a numerical example is given to show the effectiveness of the proposed methods.     

不确定时滞系统鲁棒容错控制研究

研究一类不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对既有状态滞后,又有控制输入滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入无记忆状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个在传感器完全失效或执行器完全失效故障情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并用求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器设计结果。最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性。     

基于时滞状态反馈的鲁棒容错控制

研究了一类线性不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对具有状态滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,通过引入状态反馈和带时滞的状态反馈,得出了一个此类系统在对执行器失效或传感器失效两种情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式组得到容错控制器设计结果。数值算例验证了这种控制器的设计方法的有效性和可行性。     

基于MMST分组的一类MIMO非线性系统执行器故障自适应补偿控制

在多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)非线性系统的执行器故障容错控制问题中,控制器能够处理的执行器故障集合的大小与执行器分组方法有很大关系.为扩大系统可处理的执行器故障集合,本文针对一类具有执行器故障的MIMO非线性最小相位系统,提出基于多模型切换(Multiple model switching and tuning,MMST)执行器分组的自适应补偿控制方法.考虑系统的执行器卡死、部分失效和完全失效故障,在微分几何反馈线性化的基础上,研究基于多模型切换的执行器分组切换指标和切换策略,设计了基于反演控制的自适应补偿跟踪控制律,所设计的控制律能保证系统在执行器故障时闭环稳定,渐近跟踪给定的参考信号,且提出的分组方法扩大了可补偿的执行器故障集合.仿真结果表明了本文设计方法的有效性.