基于输出反馈的鲁棒容错D-稳定性分析

研究线性不确定系统基于输出反馈的鲁棒容错控制问题.基于连续型执行器故障模式,利用线性矩阵不等式LMI,给出了系统基于输出反馈的鲁棒容错D-稳定的充分条件,并把控制器的设计方法归结为求解一族线性矩阵不等式组.与常规的方法相比,给出的控制器不仅保证闭环系统对执行器故障具有完整性,并且使闭环系统的极点配置在指定区域D中.通过仿真示例表明,无论执行器发生故障与否,得到的基于输出反馈的鲁棒容错控制器均保证闭环系统是D-稳定的,从而验证了所提出设计方法的有效性.     

一类不确定系统鲁棒容错D-稳定性分析

研究不确定系统D-稳定鲁棒容错H_∞控制问题.基于连续型执行器故障模式,利用线性矩阵不等式(LMI),给出了系统D-稳定的鲁棒容错输出反馈控制器存在的充分条件,并将动态输出反馈控制器设计方法归结为求解一族线性矩阵不等式组.仿真示例表明,无论执行器是否发生故障,所得到的动态输出反馈控制器不仅保证闭环系统是D-稳定的,而且满足给定的H_∞干扰指标,从而验证了所提出的控制器设计方法的有效性.     

不确定时滞系统鲁棒容错控制研究

研究一类不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对既有状态滞后,又有控制输入滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入无记忆状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个在传感器完全失效或执行器完全失效故障情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并用求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器设计结果。最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性。     

一类广义不确定时滞系统的鲁棒容错控制

为了保证系统的稳定性和解决系统执行器失效的问题,针对一类线性广义时滞不确定系统,研究了在有记忆状态反馈作用下和执行器失效情况下的鲁棒容错控制问题。在采用具有更广泛意义的执行器故障模型下,给出了线性不确定时滞广义系统对执行器故障保持渐近稳定并且满足给定干扰衰减指标的鲁棒控制器的存在条件和设计方法。仿真结果验证了该方法的可行性和正确性。     

一类不确定系统的鲁棒稳定性分析

研究了一类不确定系统的稳定性问题, 以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了该类系统的鲁棒稳定条件, 并将该结果推广到区间系统的稳定性分析, 提出了研究区间系统稳定性问题的新方法, 给出了线性矩阵不等式形式的稳定判据, 该判据将区间系统的稳定性问题转化为一类线性矩阵不等式的可解问题. 最后通过仿真算例验证了本文结果具有更小的保守性.     

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.     

不确定时滞系统的鲁棒绝对稳定性研究

基于Lyapunov稳定性理论，采用线性矩阵不等式处理方法，研究具有参数不确定性的时滞系统鲁棒绝对稳定性问题．导出了用线性矩阵不等式系统可行性描述的系统鲁棒绝对稳定的滞后依赖型条件，据此可计算出最大的允许时滞界．通过求解一组线性矩阵不等式，给出使得闭环系统鲁棒绝对稳定的无记忆状态反馈控制律设计方法。     

不确定系统鲁棒容错H_∞控制的LMI设计方法

针对不确定线性系统.研究了执行器失效情况下鲁棒容错H∞控制问题.基于连续增益故障模式.利用线性矩阵不等式LMI推导了系统H∞指标约束下鲁棒容错镇定的充要条件.分别给出了输出反馈和状态反馈H∞控制器的设计方法.通过引入变量代换.将求解输出反馈H∞指标约束的鲁棒容错控制器的可解条件转化为标准的LMI.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H∞性能指标.仿真实例验证了所提出设计方法的有效性.     

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.     

基于时滞状态反馈的鲁棒容错控制

研究了一类线性不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对具有状态滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,通过引入状态反馈和带时滞的状态反馈,得出了一个此类系统在对执行器失效或传感器失效两种情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式组得到容错控制器设计结果。数值算例验证了这种控制器的设计方法的有效性和可行性。     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制问题,当执行器失效或部分失效时,利用Lyapunov函数法建立切换闭环系统混杂状态反馈容错控制器存在的充分条件;然后运用线性矩阵不等式将鲁棒容错控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题,从而借助Matlab中线性矩阵不等式工具箱求解;最后通过数值算倒验证了所提出设计方法的有效性.     

Variable structure output feedback control design for a class of uncertain dynamic systems

In this paper, we consider the problem of designing a variable structure output feedback control (VSOFC) law for a class of uncertain systems with mismatched uncertainty in the state matrix. We derive existence conditions of linear sliding surfaces in terms of constrained linear matrix inequalities (LMIs), and we give VSOFC strategies. We also give a simple design procedure and parameterizations of the linear switching surfaces, together with solvability conditions for the given constrained LMIs. Finally, we give a design example in order to show the effectiveness of our method.     

Robust fault-tolerant self-recovering control of nonlinear uncertain systems

In this paper, the problem of devising a fault-tolerant robust control for a class of nonlinear uncertain systems is investigated. Possible failures of the sensor measuring the state variables are considered, and a robust measure is developed to identify the stability- and performance-vulnerable failures. Based on evaluation of the robust measure, a fault-tolerant robust control will switch itself between one robust control strategy designed under normal operation and another under the faulty condition. It is shown that, under two input-to-state stability conditions, the proposed scheme guarantees not only the desired performance under normal operations but also robust stability and best achievable performance when there is a sensor failure of any kind.     

Dynamic observer-based controllers for linear uncertain systems

This paper addresses robust controller design for uncertain linear systems via a dynamic observer-based controller. A dynamic observer is an alternative structure for a classical observer which can be regarded as a general form of a usual observer and has additional degrees of freedom in the observer structure. Using this new observer structure, a new observer-based controller for linear systems is proposed. Some strict linear matrix inequalities (LMIs) have been given to find the dynamic observer parameters and controller gain. It is shown that dynamic observer can be used effectively for tackling the drawbacks of the classical observer-based robust controller design methods. As an advantage, LMIs are derived even in the presence of uncertainties in system, input and output matrices simultaneously, whereas by using the traditional observer, bilinear matrix inequalities (BMIs) are given in the presence of such uncertainties. Moreover, the proposed LMIs do not imply the equality constraint. Simulation results are used to illustrate the effectiveness of the proposed design technique.     

Robust adaptive fault-tolerant control for a class of uncertain nonlinear systems with multiple time delays

This study is concerned with the problem of robust adaptive fuzzy fault-tolerant control for a class of uncertain nonlinear systems with mismatching parameter uncertainties, external disturbances, multiple state time delays perturbations and actuator failures, which include loss of effectiveness, outage and stuck modes. A novel direct adaptive fuzzy tracking control scheme is developed to achieve the fault-tolerant control objective. First, by introducing a positive nonlinear control gain function, the effects of state time delays and actuator failures are effectively compensated. Then, a suitable fuzzy logic system (FLS), which is used to approximate the corresponding nonlinear function, is constructed to eliminate the influences on mismatched parameter uncertainty and external disturbance. Moreover, it is shown that all the closed-loop system signals are uniformly bounded and that the tracking error converges to a small neighborhood of the origin via Lyapunov–Krasovskii stability analysis. Finally, the proposed adaptive fuzzy fault-tolerant tracking design approach is illustrated on a two stage chemical reactor system with delayed recycle streams.     

不确定系统D稳定与方差约束的鲁棒H∞可靠控制

研究了一类不确定系统区域稳定和方差约束的鲁棒H∞可靠控制器的设计方法,其目的是通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,同时,当有外生扰动,以及所有可能的不确定及其敏感执行器失效的时候,依然能满足闭环传递函数H∞范数有界和稳态方差的约束.借助于LMI和凸优化技术,给出了控制器存在的充分条件及其解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.     

不确定线性2-D离散系统的鲁棒滑模控制

针对不确定线性离散二维（2-D）系统,研究了其鲁棒稳定性、鲁棒镇定和鲁棒滑模控制问题.基于线性矩阵不等式的方法推导了该系统鲁棒渐近稳定的充分条件,并给出了系统状态反馈镇定器和理想滑动模态存在的充分条件.改进了离散时间滑模控制系统的趋近律方法,使得状态能够到达滑模面上产生理想的滑动模态,并将其推广应用到2-D离散系统中,综合了一类滑模控制器保证闭环系统鲁棒渐近稳定.仿真实例证实了该设计方法的有效性.     

一类不确定系统的最优极小极大鲁棒控制

讨论一类不确定系统的极小极大鲁棒动态输出反馈控制问题.给出不确定系统的极小极大鲁棒控制的定义.利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法和Lyapunov稳定性理论,得到了在干扰和不确定性最大的情形下极小极大输出反馈控制器存在的充分条件.引入凸优化技术, 求得最优极小极大控制器.它不仅保证闭环系统渐近稳定, 且使得闭环系统性能指标的上界最小.仿真算例说明了所设计的控制器具有较强的干扰抑制功能.