基于输出反馈的不确定NCS鲁棒容错控制

研究了一类具有网络诱导时延和参数不确定性网络化控制系统鲁棒容错控制问题.基于将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵不确定性的NCS模型,同时考虑系统参数不确定性对系统的影响,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用输出反馈控制策略,推证出了保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生故障时仍渐进稳定的充分条件,并以求解线性矩阵不等式组给出了容错控制器的设计方法,最后用仿真算例验证了此方法的可行性和有效性.     

具有区间快变时延的NCS H∞鲁棒容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,研究了执行器或传感器失效时系统的H∞鲁棒容错控制问题.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H∞鲁棒...     

不确定时滞系统基于观测器的鲁棒控制器设计

研究了不确定线性时滞系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，通过构造增广系统，利用线性矩阵不等式方法，获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器，所给示例说明了本文方法的设计步骤和有效性。     

最优鲁棒容错控制器的设计

本文针对同时含未建模不确定性和执行器失效的系统，利用Ｒｉｃｃａｔｉ方程和Ｌｙａ－ｐｕｎｏｖ稳定性定理给出了鲁棒控制器设计方法。通过在每个控制回路中嵌入增益，结合Ｒｉｃｃａｔｉ方程中加权矩阵Ｑ和Ｒ的适当选取。本文所给出的控制器在正常和某些冗余执行器失效情况下，皆对系统中普遍存在的不确定性具有鲁棒稳定性。     

基于特征值估计的鲁棒容错控制系统设计

本文对具有参数不确定性的反馈系统，采用了矩阵扰动理论，将故障和参数扰动对系统的影响归结为对系统闭环矩阵的扰动，提出了对传感器或执行器失效具有鲁棒完整性的设计方法，该方法简单实用。     

一类基于观测器的网络控制系统鲁棒控制器设计

研究一类基于状态观测器的网络控制系统鲁棒稳定性和鲁棒控制器设计问题.考虑传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动以及小于等于一个采样周期的不确定时延,建立了基于状态观测器的网络控制系统增广模型.利用线性矩阵不等式方法推导出该系统鲁棒稳定的条件,进一步给出了鲁棒控制律和状态观测器设计方法.数值仿真算例证明了分析方法和结果的有效性.     

时滞不确定广义系统的鲁棒H∞容错控制

研究了具有状态时滞和参数不确定性的广义系统的鲁棒H∞容错控制问题,就执行器故障情形,基于广义Ricatti不等式,给出了故障发生时闭环系统仍保持渐近稳定的充分条件和控制器的设计方法,且状态反馈控制器可通过求解LMI得到.数值例子验证了设计方法的有效性.     

不确定系统鲁棒容错控制

针对不确定线性系统,关于连续型增益故障模式,利用有界实引理和线性矩阵不等式LMI,推导了系统H_∞指标约束下鲁棒镇定及容错控制的充分必要条件,并给出了状态反馈H_∞鲁棒容错控制器的设计方法,从而系统在执行器失效情况下用H_∞指标约束鲁棒容错达到控制的目的.最后,将所提出的鲁棒容错控制方法应用于某一不确定线性系统,仿真结果表明设计的鲁棒控制器不仅能保证系统在执行器失效时闭环系统仍渐近稳定,并且能达到给定的H_∞性能指标,从而验证了所提出方法的可行性和有效性.     

参数不确定性时滞系统的鲁棒H∞容错控制器设计

研究了一类同时具有参数不确定性、外界干扰和时滞的线性系统执行器失效的问题,给出了该系统一种鲁棒Ｈ∞容错控制器的失效执行器的输出信号是任意能量有界的干扰信号,不确定线性时滞系统的容错控制问题转化成了鲁棒Ｈ∞控制问题,控制器可以通过解修正的代数黎卡提方程得到,而且控制器与时滞常数无关,设计例子证明了所给方法的有效性。     

执行器随机失效系统鲁棒预测容错切换控制

针对一类具有执行器随机失效问题的离散线性系统,提出一种基于故障概率情况下的鲁棒预测容错切换控制方法。首先,将工业过程建立成新型多自由度状态空间模型,设计含有故障概率的容错控制器;其次,引入系统故障和其恢复时的随机概率,利用李雅普诺夫判据给出基于线性矩阵不等式形式的稳定性条件,再通过指数稳定的相关证明求解出不同执行器切换时的稳定条件,以保证系统故障时容错控制与无故障时常规控制间的切换;然后,控制器设计时还充分考虑了设定值变化时所产生的跟踪误差带来的影响。最后,通过仿真结果验证了所提方法的可行性。     

基于输出反馈网络化控制系统鲁棒容错控制

研究了一类具有时延不确定性的网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.针对以往控制器大多采用状态反馈的形式,而对功能和结构复杂的网络化控制系统全部状态往往难于测取,因而状态反馈形式的控制器在应用中会受到限制,完整性问题的结果也主要基于0-1故障模型.采用动态输出反馈控制策略,针对网络化控制系统的时延和不同步对系统产生的影响,基...     

基于降维观测器的网络控制系统的容错控制

针对被控对象是线性定常系统的网络控制系统,设传感器与控制器均为时间驱动,未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,将网络控制系统建模为一类具有时变传感器"故障"的系统。此类系统相当于一个有限子系统的切换系统。借助容错控制和切换系统理论,利用Luenberger降维观测器估计系统状态,采用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计方法。通过Matlab数值仿真算例,证明了分析方法和结果的有效性。     

非线性时延网络控制系统的模糊建模与控制

针对时变网络诱导时延小于一个采样周期的非线性时延网络控制系统,讨论系统的稳定性及控制器的设计方法.利用基于“IF-THEN”规则的模糊模型近似系统中的非线性,将时延的不确定性转化为系统参数的不确定性,从而将此类非线性网络控制系统建模为一类具有参数不确定性的离散Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型.基于建立的模型,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式方法,分析了系统的稳定性及模糊状态反馈控制器的设计方法,最后通过仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

短时滞网络控制系统鲁棒稳定性分析

本文主要研究了网络控制系统时延小于一个采样周期的稳定性,以及系统在扰动下控制器设计的问题,利用线性矩阵不等式方法得出离散时滞网络控制系统Lyapunov稳定性判据,同时给出了具有不确定性系统的鲁棒控制器。     

存在部分解耦扰动的网络化系统容错控制

针对一类存在执行器故障和部分解耦扰动的离散时间网络化控制系统,研究测量数据随机丢失情况下的主动容错控制问题。首先,通过模型转换将原系统化为一个与之等价的状态增广系统;然后在考虑测量数据发生随机丢失情况下,构造未知输入观测器(unknown input observer, UIO)实现对系统状态与故障的联合估计,再基于状态和故障的在线估计值,设计基于信号补偿的容错控制律实现对原系统的主动容错控制。在该容错控制算法中,观测器与控制器增益的存在性条件均可利用李雅普诺夫稳定性理论对误差系统进行随机分析得到,相应的估计器和控制器参数可通过在线求解具有凸约束的矩阵不等式获得。最后,通过一个喷气式发动机模型的仿真算例验证所提出的故障估计与主动容错控制方法的有效性。     

不确定离散时滞系统的鲁棒容错控制器设计

研究了具有参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒容错控制问题,针对执行器故障和传感器故障分别给出了使闭环系统仍能保证渐近稳定的充分条件,控制器的设计可以通过求解线性矩阵不等式(LMI)方法得到。设计实例及仿真结果验证了该方法的有效性。     

网络化控制系统的故障诊断与容错控制

介绍了网络化控制系统几类故障诊断与容错控制方法的基本思想。故障诊断与容错控制对于控制工程实践特别是对安全性有严格要求的控制系统是十分重要的。网络化控制系统通过共享网络资源实现控制而带来了各种优越性的同时,也给传统的控制理论带来了新的挑战。因此需要发展适用于此类异步的、基于信包的控制系统的控制理论与技术。网络化控制系统基于数学模型的故障诊断问题,在建立恰当的网络化系统模型后,可转化一类特定的时延系统故障诊断问题。     

一类线性网络控制系统鲁棒L1控制

研究一类网络控制系统(NCS)的L1控制问题.针对一类具有时延和丢包的网络控制系统,将其建模为线性时变时延系统,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法建立具有鲁棒L1性能约束的状态反馈控制器.首先给出闭环系统渐近稳定且具有峰—峰值性能约束的充分条件,然后给出网络控制系统状态反馈控制器L1控制率的设计方法,最...     

网络控制系统中在线时延测量及时延补偿

为了克服网络控制系统中随机时延对控制性能产生的影响,提出了基于在线时延测量和一步预测输出(基于在线参数辨识)的随机时延补偿方法。通过对以太网中随机时延的分析,提出一种在以太网中不存在同步时钟的情况下在线测量时延的方法;在在线辨识模型参数基础上,得到对象一步(随机时延小于一个采样周期)预测输出,从而根据测得的时延得到对象由于随机时延而引起的输出量变化;再用变化量加上对象输出量用于控制算法反馈。最后通过基于以太网控制实验平台对液位对象进行控制所得的结果,验证了时延测量方法和随机时延补偿算法的有效性。