考虑执行器故障的线性系统可靠极点配置

摘要：针对线性定常系统，提出了考虑执行器故障的可靠极点配置问题．在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上，给出了极点配置可靠控制存在的充分条件．通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计．利用仿真实例验证了设计方法的可行性，并且通过与不考虑故障的系统比较，进一步说明对系统进行可靠极点配置的必要性．     

考虑执行器故障的线性系统可靠极点配置

针对线性定常系统,提出了考虑执行器故障的可靠极点配置问题.在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了极点配置可靠控制存在的充分条件.通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计.利用仿真实例验证了设计方法的可行性,并且通过与不考虑故障的系统比较,进一步说明对系统进行可靠极点配置的必要性.     

条形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的条形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在条形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在条形区域内。最后,通过数值仿真验证了其结果的有效性和可行性。     

Delta算子不确定系统区域极点约束的H∞可靠控制

针对具有执行器故障的Delta算子不确定系统在圆形区域极点配置下的H∞可靠控制问题,设计了一个可靠控制器,使得Delta算子系统能够同时满足区域极点约束和H∞性能约束。在考虑更一般、更实际的执行器连续故障模型的基础上,利用线性矩阵不等式（LMI）,给出了在区域极点约束下Delta算子不确定系统H∞可靠控制器的存在条件。数值仿真表明了该方法的可行性。     

Delta算子不确定系统区域极点约束的H_∞可靠控制

针对具有执行器故障的Delta算子不确定系统在圆形区域极点配置下的H∞可靠控制问题,设计了一个可靠控制器,使得Delta算子系统能够同时满足区域极点约束和H∞性能约束。在考虑更一般、更实际的执行器连续故障模型的基础上,利用线性矩阵不等式(LMI),给出了在区域极点约束下Delta算子不确定系统H∞可靠控制器的存在条件。数值仿真表明了该方法的可行性。     

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．     

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．     

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.     

基于MPSO-SVM的不确定条形区域故障诊断研究

针对一类线性不确定性系统,基于条形区域下,研究了执行器连续增益故障可靠控制的问题.对于极点数据难以获取的缺陷,给出状态观测器的核心算法,从而实现系统状态的实时采集.同时,为解决支持向量机在极点配置中选取参数困难的问题,利用改进的粒子群算法(MPSO)优化支持向量机的结构,进而获得更合理的核宽度系数和惩罚系数.与网格搜寻...     

梯形区域下执行器增益偏差容忍区间的分析

针对执行器故障,建立执行器某一条通道的增益偏差模型,在梯形区域极点配置下,利用LMI给出了各个通道的增益偏差容忍区间的算法,并计算得到执行器各个通道的增益偏差容忍区间。通过计算结果的对比,了解了各个通道对闭环系统的影响程度,判断了是否该加强某一通道的硬件个数,为梯形区域极点配置中是否增减执行器通道硬件提供了理论依据,并通过仿真示例说明了该方法的正确性和有效性。     

攻击与故障共存的ICPS综合安全控制方法

针对同时存在假数据注入（FDI）攻击与执行器故障的工业信息物理融合系统（ICPS）,在离散事件触发机制（DETCS）下,综合应用Lyapunov稳定性理论及更具少保守性的仿射Bessel-Legendre不等式,研究执行器故障与FDI攻击估计、综合安全控制与通讯协同设计问题. 从主动防御攻击的态势入手,综合考虑通讯资源与计算资源的高效利用与合理分配,给出DETCS下的ICPS综合安全控制架构,将鲁棒估计器与综合安全控制器的设计统一于同一非均匀数据传输机制下. 将执行器故障与FDI攻击增广为同一向量,给出系统状态、增广故障鲁棒估计器的设计方法. 基于所得估计结果并结合事件触发条件,对执行和传感双侧网络中的FDI攻击分别采用分离与补偿的防御策略,对执行器故障进行故障调节,给出综合安全控制器设计方法,实现对FDI攻击和执行器故障主动容侵和主动容错的综合安全控制与通讯协同设计. 通过数值算例和四容水箱实例,仿真验证了提出方法的有效性.     

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。     

一类非线性系统的鲁棒耗散容错控制

针对一类基于T-S模糊模型表示的具有范数有界时变参数不确定性的非线性系统和严格耗散要求,提出在执行器故障时系统稳定且严格耗散的鲁棒耗散容错控制器设计方法.应用并行分布式控制及线性矩阵不等式的方法,得出了系统在执行器故障时耗散容错控制器存在的充分条件,并且使闭环系统对于允许的参数不确定性具有鲁棒性.进一步建立和求解线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了系统稳定且严格耗散的模糊容错控制器的设计方法.仿真结果表明该方法的可行性和有效性.     

卫星姿态控制系统鲁棒故障诊断方法

针对卫星姿控系统的鲁棒故障诊断问题,在未知输入观测器(UIO)基础上,提出利用非线性未知输入观测器(NUIO)对执行机构和敏感器故障诊断.考虑姿控系统存在外部干扰以及系统不确定性,建立姿控系统非线性模型,设计NUIO对部分干扰和系统不确定性解耦,令未解耦部分到系统残差H∝范数作为性能指标使之最优,运用线性矩阵不等式(L...     

基于T-S模型的非线性系统控制方法

采用T-S模糊模型逼近非线性系统,将非线性系统描述为多个局部线性系统的组合,采用极点配置的方法对每一局部线性系统进行设计,保证了局部线性系统的性能指标。利用线性矩阵不等式方法,将闭环控制系统的稳定条件、控制性能指标统一到线性矩阵不等式的框架内,通过求解线性矩阵不等式族获得控制器参数。以倒立摆系统为例,对提出的设计方法进行了验证,仿真结果表明设计方法是有效的。     

Robust L2 -L∞ filtering with pole constraint in a disk via parameter-dependent Lyapunov functions

Addresses the design problems of robust L2 - L∞ filters with pole constraint in a disk for uncertain continuous-time linear systems. The uncertain parameters are assumed to belong to convex bounded domains.The aim is to determine a stable linear filter such that the filtering error system possesses a prescribed L2 - L∞ noise attenuation level and expected poles location. The filtering strategies are based on parameter-dependent Lyapunov stability results to derive new robust L2 - L∞ performance criteria and the regional pole placement con-ditions. From the proposed multi-objective performance criteria, we derive sufficient conditions for the existence of robust L2 - L∞ filters with pole constraint in a disk, and cast the filter design into a convex optimization prob-lem subject to a set of linear matrix inequality constraints. This filtering method exhibits less conservativeness than previous results in the quadratic framework. The advantages of the filter design procedures are demonstrated by means of numerical examples.     

一种具有动态可调最优极点配置的机器人控制方案

本文研究一种具有动态可调的最优极点配置机器人的控制问题，首先，给出机器人具有非线性前馈补偿的线性摄动方程，并给出多变量系统最优极点配置的递推计算公式。然后，讨论机器在Ｋ时刻进行单步希望极点配置的控制方案，从而实现整个控制过程极点可调．后，给出一典型两连杆机器人的设计实例及计算机数字仿真结果。     

不确定线性系统的容错控制器设计

针对一类含有时变范数有界参数不确定性和部分执行器可能失效的系统,结合一个二次型性能指标,研究了使得闭环系统保持稳定,且闭环性能指标值不超过某个确定界的鲁棒容错状态反馈控制率的设计问题,通过求解一个代数Riccati方程的对称正定解给出了鲁棒容错控制率的构造。