多性能约束下的模糊容错控制系统设计: 离散系统情形

研究了模糊离散系统在同时具有极点指标、H∞指标和方差指标约束下的容错控制器设计问题. 利用分解和等价原理, 将非线性系统多指标约束下的可靠控制问题, 转换为一系列线性极限子系统多性能指标约束下的容错控制器设计问题; 提出了一种新的多指标约束容错控制系统设计方法, 详细分析了各相容指标的取值范围; 并给出了相容指标约束下的容错控制器设计步骤.     

多指标约束下离散时间系统的满意容错控制

针对一类不确定性由不相关扰动参数矩阵描述的线性离散时间系统,研究了当执行器发生故障时的静态输出反馈满意容错控制问题．在更实际、更一般的执行器连续增益故障模型下,所设计的控制器确保闭环系统同时满足期望的区域极点指标、稳态方差指标和H￥ 范数指标约束．分析了容错控制中上述指标的相容性,并给出了静态输出反馈满意容错控制器的有效设计方法．仿真算例验证了该方法的有效性．     

双时滞不确定离散系统的满意容错控制

为了满足工业实际中要求容错控制策略不仅保证故障模式下系统的稳定,同时还须满足一定的性能指标或约束条件的要求,针对同时具有状态和控制时滞的不确定离散时滞系统,在一般执行器故障模式下,研究了基于状态反馈的H∞满意容错控制问题,并用仿真示例验证方法的有效性。     

基于模糊逼近的一类不确定非线性系统的容错控制

针对一类不确定非线性系统,提出了一种模糊容错控制方案.采用模糊T-S模型来逼近非线性系统,由线性矩阵不等式设计模糊模型的控制律.构建了模糊逻辑系统作为补偿器来抵消对非线性系统的建模误差和因故障引起的不确定性,并证明了闭环系统能够满足期望的跟踪性能.仿真实例表明了所提出容错控制方案的有效性.     

一类约束非线性系统的自适应模糊容错控制

针对一类输出受限的非线性系统,提出了一种自适应模糊容错控制方案。在考虑可能发生的执行器故障的情况下,采用非线性映射的方法处理系统受约束的输出变量,从而将约束量的初值选取区间扩大为整个约束空间;用有界的参考信号代换未知函数的自变量,再用模糊逼近器处理这些未知函数,并结合自适应技术处理代换误差和逼近误差,从而使得闭环系统为全局一致最终有界,系统输出可以有效跟踪参考信号。仿真结果进一步验证了本文方法的有效性。     

多目标约束下的满意容错控制方法

对一类不确定性不满足匹配条件的线性系统, 研究了圆域极点指标、H∞指标和H2指标约束下的满意容错控制器的设计问题. 在连续型的执行器故障的模式下, 利用线性矩阵不等式技术, 提出了多目标容错控制性能的相容性判别条件, 分析了与圆域极点指标相容的H∞指标和H2指标的取值范围, 并在相容指标约束下给出了有效的满意容错控制器的设计方法. 对歼击机纵向通道控制系统的仿真结果表明, 本文提出的方法是有效的.     

含时滞记忆的非线性时滞系统满意容错控制

针对一类基于T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,研究在一般执行器故障模式下的含时滞记忆的鲁棒H∞容错控制器设计问题.针对任意连续型执行器故障模式,采用并行分布式补偿原理设计含记忆型状态反馈控制器,给出非线性时滞系统在执行器发生故障情况下的鲁棒镇定准则.然后给出H∞性能指标约束下的满意容错控制器的设计方法和设计步骤.提出的含时滞记忆的状态反馈控制方法可以确保当执行器发生故障时,闭环系统不仅具有渐近稳定性,而且有一定的抗扰动性能,状态反馈控制器设计的保守性较不含时滞记忆控制器设计方法大大降低.仿真实例验证了鲁棒容错控制策略的有效性.     

基于模糊目标和模糊约束的满意控制

研究在预测控制框架下进行模糊决策问题,提出一种基于模糊目标和模糊约束的预测控制方法。其目标函数以决策者的控制要求和最终控制的满意度来表示,比传统的加权方差具有更多的自由度;与基于二次型性能指标的预测相比,该方法可使系统设计更加灵活。仿真结果表明了该方法的有效性。     

执行器饱和T-S模糊系统的鲁棒耗散容错控制

研究了一类执行器饱和状态变时滞T-S模糊系统的鲁棒容错控制问题. 通过时滞相关Lyapunov函数和对状态的椭球域约束, 基于线性矩阵不等式技术, 提出了非线性系统稳定的不变集条件和模糊鲁棒耗散容错控制器存在的充分条件. 控制方案的设计结果不仅为执行器饱和状态变时滞T-S模糊系统的无源控制和H1鲁棒控制建立了统一框架, 而且保证了闭环控制系统对执行器故障的稳定性和容错性. 最后以时滞倒车系统的控制仿真验证了方法的有效性.     

多指标约束条件下广义系统的容错控制

从更接近于工程应用的角度出发,提出一种多指标约束条件下的广义系统容错控制方案.当系统在某些传感器或执行器故障的条件下,设计一鲁棒容错控制器,利用线性矩阵不等式方法分析了与区域极点指标相容的H∞指标和方差上界指标的取值范围,建立了容错控制中3类指标的相容性理论,并在相容指标约束下给出了有效的控制器设计方法.仿真算例说明了该方法的有效性.     

基于T-S模型的非线性NCS传感器完整性设计

针对一类非线性网络化控制系统,同时考虑时延和丢包的影响,基于T-S模糊模型,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出在传感器发生失效故障的情形下,系统具有完整性的时滞依赖充分条件,并给出了一种求解非线性矩阵不等式迭代优化算法以得到容错控制器的设计方法。由于考虑了时延下界,证明中未进行模型变换,并借助适当积分不等式引入的自由权矩阵确保了对积分项不进行放大或忽略,使结果具有较少保守性。最后以仿真示例验证了所述方法的有效性和可行性。     

基于传感器故障的网络化系统鲁棒容错设计

针对一类具有参数不确定的非线性网络化控制系统,基于T-S模糊模型建模,推证出了确保非线性网络化控制系统在传感器发生失效故障时具有鲁棒完整性的时滞依赖充分条件,并以求解矩阵不等式给出了容错控制器的设计方法.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.     

一类MISO 最小相位系统的执行器故障自适应容错控制

针对一类具有执行器卡死或/和变执行器故障的多输入单输出(MISO)非线性最小相位系统,提出一种自适应容错跟踪控制方案.采用自适应算法估计系统的不确定性,利用神经网络逼近执行器未知故障函数,以完成执行器组合故障状态下的跟踪控制.所设计的控制律不仅保证了闭环系统稳定,而且所有状态均有界,跟踪误差一致最终有界.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

线性系统相容指标约束下的容错控制新方法

针对一类具有范数有界不确定性不满足匹配条件的线性连续系统,对易于失效的执行器进行容错控制设计,重新研究了圆域极点指标、H∞指标和H2指标约束下的满意容错控制器的设计问题.基于线性系统的极点配置理论和H2/H∞控制理论,利用线性矩阵不等式( LMI)方法,在假设失效执行器的输出为任意能量有界信号的情况下,分析了这3类指标在相容情况下的取值范围,并在相容指标约束下得到了新的满意容错控制器的设计方法,给出了满意容错控制器的具体设计步骤.所设计的满意容错控制器使闭环系统的极点在一个给定的圆域内,并且保持着系统给定的H2/H∞性能要求.     

基于T-S 模糊模型的3D 刚体摆姿态控制

3D 刚体摆的倒立平衡点附近具有不稳定的流形, 针对倒立平衡位置的姿态稳定性问题, 建立T-S 模糊模型, 并采用并行分布补偿(PDC) 法和线性矩阵不等式(LMI) 法探讨了闭环T-S 模糊控制系统的稳定性. 仿真实验表明, T-S 模糊控制对3D 刚体摆倒立平衡位置处的姿态控制是可行和有效的.

     

离散型模糊系统的稳定线性监督控制设计

在对现有的T-S型模糊系统的稳定性结果进行分析的基础上,研究了状态空间形式下离散型模糊系统在子空间上的线性分解,基于该线性分解设计一线性监督控制器使模糊闭环系统稳定,从而用简单的线性系统理论完成了对复杂非线性系统的控制．仿真结果证明了该线性监督控制器的有效性．     

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。