容错控制系统综述

本文讨论了故障系统的容错控制设计问题.对各种故障系统的容错控制设计方法,从其原理、特征及应用等方面作了详细的综述,主要包括各种故障的监测与隔离方法和各种容错控制器的设计方法.最后对容错控制系统设计的发展趋势作了简要介绍.     

线性系统的容错控制

在这篇文章里 ,我们考虑一类线性系统的鲁棒跟踪控制器设计问题 .对执行器故障和控制面故障情况 ,提出了容错的鲁棒控制器的设计方法 .此设计方法能够保证闭环系统是稳定的     

一类不确定广义系统的分散容错控制

讨论一类不确定广义系统分散容错控制器设计问题.首先利用线性矩阵不等式(LMI)设计分散状态反馈控制器,使得广义系统执行器未出现故障时渐近稳定;接着针对广义系统的部分执行器出现故障的情况设计分散状态反馈控制器,使得闭环广义系统渐近稳定;进而利用LMI设计广义系统在分散状态反馈作用下具有完整性的容错控制器;同时对传感器故障情形设计了广义系统在分散输出反馈作用下具有完整性的容错控制器,得到了不确定广义系统关于执行器和传感器的分散容错控制器设计的方法.将所设计的控制器用于实际电子网络系统,验证了所提出方法的有效性.     

风力发电系统传感器故障诊断

针对非线性风力发电系统,提出了一种基于滑模观测器的传感器故障诊断方法.基于考虑传感器加性故障的非线性动态模型,利用T--S模糊理论建立风力发电系统全局T--S模型,设计模糊T--S系统滑模故障观测器,产生对故障具有敏感性的残差,实现故障检测.通过等价输出控制方法来维持滑模运动,直接获取故障信息,重构传感器故障.最后以三叶片水平轴风力发电系统为例,仿真验证了该方法的有效性与可靠性.     

非线性动态突变系统的多模型自适应执行器故障补偿设计

本文针对因多重不确定执行器故障而引起系统动态突变的非线性系统, 设计了一种基于多模型切换的自适应执行器故障补偿控制策略, 以提高系统应对动态突变的能力, 同时实现不确定执行器故障的快速精确补偿. 针对执行器故障模式的不确定性问题, 采用基于多模型的参数估计方法, 设计了自适应控制器组; 基于最优性能指标函数, 提出了一种控制切换机制, 以选择最佳的自适应控制器作为当前的控制器, 从而实现期望的故障补偿控制. 所设计的多模型自适应控制策略, 可以保证所有闭环系统信号有界, 且在出现有限数量的不确定性执行器故障情况下, 系统输出渐近跟踪所选择的参考系统输出; 同时, 当系统中出现持续间歇性执行器故障时, 此方法可以保证系统的输出跟踪误差是平均小的. 最后, 本文基于飞行器动力学模型, 进行仿真研究, 验证了所设计的自适应故障补偿策略的有效性.     

广义系统H∞可靠性控制

通过对更一般形式的执行器和传感器故障模型分析,研究了广义系统基于观测器的H∞可靠性控制器设计问题.利用带有约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出执行器故障情况下,广义系统H∞可靠性控制器存在的充要条件和设计方法,以及传感器故障情况下,广义系统H∞可靠性控制器存在的充分条件和设计方法.所设计的H∞可靠性控制器使得闭环广义系统容许且传递函数的H∞范数有界.同时,还将带广义约束的GARI转化成了线性矩阵不等式(LMI),进而简化了广义系统H∞可靠性控制器设计方法.     

信号控制机的故障预防、检测及排除方法

交通管理信息系统为城市的安全、畅通提供了有力的保障.本文通过对现有交通管理信息系统的设计分析,信号控制机是系统数据收集中心,是系统运行的基础.由此,提出信号控制机的故障预防、故障的检测、故障分析和故障的排除方法,并通过DFD图描述它们之间的关系.实践证明,本文提出的方法在实际的操作过程中具有可行性.     

Delta算子时滞系统的可靠D--镇定

研究同时含有执行器故障和传感器故障的Delta算子时滞系统的鲁棒可靠D-镇定问题.利用矩阵特征值理论和线性矩阵不等式方法,给出了Delta算子时滞系统D-稳定的充分条件,进而,针对同时含有执行器故障和传感器故障的Delta算子范数有界参数不确定时滞系统,设计鲁棒可靠D-镇定状态反馈控制器,使得对于所有容许的不确定性、执行器故障和传感器故障,Delta算子闭环时滞系统的极点均落在复平面指定圆盘区域内.最后,通过数值算例验证了控制器设计方法的可行性和有效性.     

不确定动态系统的执行器故障检测与重构

讨论不确定动态系统的执行器故障检测与重构问题.以滑模观测器为基础,利用状态和输出变换方法与奇异值分解方法相结合对系统进行降阶,提出一种鲁棒故障重构观测器.给出了优化滑模策略,并作了严格论证,保证对系统不确定性具有鲁棒性和跟踪系统状态的收敛性.应用等价输出控制的概念和设计的鲁棒故障重构观测器,获取故障信息并实现执行器故障的检测与重构.最后通过数值仿真验证了该方法的有效性和可靠性.     

基于模型的飞机虚假故障过滤方法

故障探测技术的不完善导致飞机故障处理系统收到一些虚假故障,关联着驾驶舱效应的虚假故障必然会对驾驶者的心理造成不同程度的影响.如何快速精准地过滤飞机虚假故障是目前急需解决的问题.提出一种过滤飞机虚假故障的方法,通过构建的故障关联模型和致命故障模型来设计虚假故障过滤器.该方法能有效地过滤虚假故障,对减轻驾驶员负担、提高飞行安全有着重要意义.