一类线性离散系统H∞鲁棒容错控制器设计

从不确定线性离散控制系统的传感器或／和执行器等部件极易发生故障的实际情况出发，对这类控制系统的鲁棒容错控制器设计问题作了研究。在假设传感器和执行器同时发生故障的情况下，基于状态反馈思想和H∞鲁棒控制理论，通过求解一个代数Riccati方程得到H∞鲁棒容错状态反馈控制律。因此，由该设计方法得到的控制律同样适用于传感器和执行器分别出现故障的情况。并通过仿真实例来验证该H∞鲁棒容错控制律不仅对不确定性和扰动具有H∞鲁棒性能，而且对传感器或／和执行器故障具有容错性能，从而说明该控制器设计方法的正确性和有效性。     

不确定离散系统的鲁棒容错H∞控制

针对一类范数有界参数不确定性离散系统,研究了该系统的鲁棒容错H∞控制问题．运用矢量不等式方法,给出了在传感器和执行器发生故障时,不确定离散系统鲁棒稳定并满足一定性能要求的鲁棒容错H∞控制律的设计方法,得到了鲁棒容错H∞状态反馈控制律的存在条件及其代数表达形式．     

基于连续故障模型的不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制

针对线性不确定系统执行器故障时鲁棒容错H∞控制.对参数不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制控制器的设计.利用线性矩阵不等式(LMI),给出了不确定线性系统对执行器故障保持渐进稳定,且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充分条件.数值例子表明了该设计方法的有效性.     

不确定时滞性性系统的鲁棒容错控制

容错控制就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。完整性是容错控制研究的一个重要方面,它是指系统中一个或多个部件发生故障时系统并不进行重构,而是利用余下的部件仍可使系统稳定并保持规定性能。由于参数扰动的广泛存在性以及执行器和传感器发生故障的不可避免性,使得研究具有参数不确定的时滞系统的鲁棒容错控制问题具有更重要的现实意义。针对传感器故障情况,采用带有滞后的状态反馈控制,首先考虑了线性时滞系统的容错控制问题,给出了线性时滞系统对传感器失效具有完整性的一个充分条件,进而考虑了具有参数扰动的线性时滞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和步骤,并用设计实例和仿真结果证实了这种方法的有效性。     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有网络诱导时延和传感器故障或执行器故障的不确定网络控制系统,研究基于不确定状态反馈的鲁棒容错控制器设计方法.针对具有不确定性参数的被控对象模型,考虑网络诱导时延对系统的影响,分别引入传感器失效开关矩阵和执行器失效开关矩阵,建立基于不确定状态反馈控制器的闭环故障网络控制系统模型,采用Lyapunov方法给出闭环故障网络控制系统对传感器失效或执行器失效具有完整性且对参数不确定性具有鲁棒性的充分条件.最后通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

具有不确定和时变时滞的离散切换系统的鲁棒H_∞可靠控制

针对执行器可能发生失效情形,研究一类具有不确定及时变时滞的离散切换系统鲁棒H∞可靠控制问题。假定每个单一的子系统都不能使系统实现鲁棒H∞可靠控制,利用多Lyapunov函数理论,得到切换状态反馈策略下问题可解的充分条件及相应的切换律、鲁棒H∞可靠切换控制器的设计方案。最后使用仿真算例以验证设计方法的有效性。     

Lur''''e系统的H∞容错控制研究

针对一类不确定Lur'e系统,设计了可靠H∞控制器.通过用凸多面体不确定性描述控制表面故障,建立了一种包含执行器故障与传感器故障的故障模型,得出基于线性矩阵不等式(LMI)的可靠H∞控制存在的充分条件,并提出了可靠H∞控制器的设计方法,通过求解LMI实现反馈控制器的设计.理论分析表明,该控制器保证了当所有控制元件运转正常或者部分控制元件出现故障时闭环系统具有渐近稳定性和可靠H∞性能.数值仿真例子验证了该控制器理论上的可行性.     

高速摆式列车机电式倾摆机构的容错控制

提出倾摆机构控制系统的主动容错控制技术和容错控制的构成图.用硬件冗余技术作为控制器的容错控制;利用状态反馈控制器重构方法推导出系统故障时控制律的重构;得到系统传感器故障时控制反馈增益的重构公式.介绍执行器故障的时的容错控制方法.     

基于输出反馈控制系统的鲁棒容错控制设计

通过对参数不确定时滞系统的容错控制的研究,针对执行器和传感器的失效故障,利用Riccati方程和Lyapunov稳定性定理,提出一种基于带有时滞项输出反馈控制的鲁棒容错控制器设计方法,并给出各种故障模式下的容错控制条件。仿真结果表明,该方法具有良好的鲁棒容错控制效果。     

随机网络控制系统的H∞控制

目的 建立更加符合实际的网络控制系统模型,探讨随机网络控制系统的随机鲁棒均方指数稳定和鲁棒H∞控制问题.方法 运用随机控制、Ito微分、线性矩阵不等式(LMI)和Lya-punov稳定性理论,推导出改进的网络控制系统鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件及H∞控制器的设计方法.结果 提出了同时具有网络诱导时延、数据包丢失和随机扰动等各因素下的网络控制系统模型,分析了该模型随机鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件,并给出相关控制器的设计方法.结论 通过控制器的设计,使具有扰动的网络控制系统性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该推导方法和结果行之有效,并且结果具有更小的保守性.     

基于输出反馈的离散时滞系统的鲁棒容错控制

研究离散一步时滞系统的鲁棒容错控制。采用带有时滞项的输出反馈控制律,针对传感器和执行器故障进行D稳定容错控制研究,并给出满足D稳定的充分条件,以及控制器的设计方法和步骤。较之单纯的完整性设计在容错的目标方面具有更大的适应性和实用性。仿真实验验证了该方法的有效性。     

非线性时变时滞不确定关联系统的分散鲁棒容错控制

针对一类系统状态、关联项和控制输入均含有时变时滞以及系统带有非线性扰动的不确定关联系统,研究其分散鲁棒容错控制问题．通过构造适当的Lyapunov函数,运用线性矩阵不等式（LMIs）的方法,给出了系统分散鲁棒容错控制的充分条件,以及在此条件下的分散状态反馈控制律,它对执行器发生故障时具有完整性．然后求解一个具有LMIs约束的凸优化问题,作为设计具有尽可能小反馈增益的分散鲁棒容错控制律的系统化方法,从而得到更符合实际的分散鲁棒容错控制律．     

一类时滞不确定系统鲁棒容错控制方法

为提高故障系统的性能,研究了一类时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题．针对一类典型的线性时滞不确定系统中执行机构和敏感器发生可修复故障的情况,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计一种输出反馈H∞鲁棒容错控制方法,使得系统利用余下的部件仍然能稳定工作,并满足给定系统指标．将该方法在卫星姿态闭环控制系统中进行了数学仿真验证．     

3D刚体摆的鲁棒控制器设计和比较分析

3D刚体摆是研究刚体复杂旋转动力学与控制问题的典型系统。针对3D刚体摆受外界扰动以及转动惯量的不确定性,根据鲁棒H∞控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的方法设计了一种状态反馈H∞控制律。仿真结果表明,鲁棒控制器对系统参数的变化具有较强的鲁棒性。与PID控制器比较,鲁棒控制器对于3D刚体摆控制系统具有较好的动态特性和稳定性。     

高速摆式列车机电式倾摆机构的容错控制

提出倾摆机构控制系统的主动容错控制和容错控制的构成图。用硬件冗余技术作为控制器的容错控制;利用状态反馈控制器重构方法推导出系统故障时控制律的重构;得到系统传感器故障时控制反馈增益的重构公式。介绍执行器故障的时的容错控制方法。     

基于完整性鲁棒容错技术的汽车电动助力转向系统控制器研究

为提高汽车电动助力转向系统（EPS）的可靠性与安全性,将完整性鲁棒容错控制技术应用于EPS系统反馈控制器的设计中,得到了具有鲁棒稳定性的控制器。基于Lyapunov稳定性理论,首先研究了存在参数摄动的线性连续系统对传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制律,得到了闭环系统鲁棒可镇定的充分必要条件,给出了其设计方法和设计步骤,以及给定参数下的数字仿真实例。仿真结果表明了在该容错控制器作用下,既可以保证电动助力转向系统对传感器故障的不敏感性,即仍能在部分传感器存在故障条件下稳定运行,而且还使得该闭环EPS系统对于允许的预先给定的参数不确定性具有鲁棒稳定性。     

结构不确定Delta算子系统的鲁棒容错镇定

研究了圆形区域极点约束下Delta算子描述的不确定线性系统的鲁棒容错镇定问题.基于Riccati方程,导出了当Delta算子系统存在不确定性和执行器故障时,将闭环系统极点配置到指定圆盘内,确保系统鲁棒容错镇定的充分条件;运用线性矩阵不等式(Linear Matrcx Inequality,LMI)方法,对Delta算子不确定系统进行状态反馈设计,给出了系统在区域极点约束下鲁棒容错控制器存在的充分条件,并通过求解LMI得到鲁棒容错控制器的设计.通过数值仿真验证了该方法的有效性.     

一类线性系统可靠H∞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可靠H∞控制问题.通过对具有执行器故障线性定常系统的分析,利用LMI分别给出了次优可靠H∞控制器和最优可靠H∞控制器存在的充分条件.通过比较,进一步看出对系统进行最优可靠H∞控制器设计的必要性.     

参数不确定性一般奇异周期系统的鲁棒H_∞控制

针对状态矩阵带有不确定性的一般奇异周期系统的鲁棒H∞控制问题,采用广义Lya-punov不等式和线性矩阵不等式(LMI)分析方法,提出了参数不确定的一般奇异周期系统鲁棒H∞稳定和鲁棒H∞可镇定概念,获得了该类系统鲁棒H∞稳定的充要条件.通过对系统引入一个状态反馈,得到了该类系统鲁棒H∞可镇定条件,并给出了一个鲁棒H∞控制器的设计方法,所得结论是奇异系统鲁棒H∞控制研究成果向一般奇异周期系统的自然推广.最后,通过数值算例验证了设计方法的有效性.     

鲁棒H_∞/H_2控制在水下热动力参数摄动系统中的应用

针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点 ,采用结构参数摄动系统 H∞ /H2 线性状态反馈控制器的设计方法 ,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明 ,该控制器实现了 H∞ 控制与 H2 控制优势的互补 ,控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力及动态响应品质。