双容液位系统鲁棒自适应容错控制

针对双容液位控制系统的泄漏等故障,通过线性化建模,研究了鲁棒自适应主动容错控制问题.首先在系统无故障正常运行情形,考虑建模误差和外界干扰等不确定性,利用不确定性上界自适应估计,设计了鲁棒自适应控制器.与此同时,对系统进行故障监控,设计了故障诊断滤波器,并利用对不确定性上界的估计终值提出了一种新的故障检测算法,进一步基于神经网络故障逼近,研究了一种修正控制律的自适应鲁棒容错控制器设计方法,该控制器通过补偿故障所带来的影响使闭环系统最终一致有界稳定.最后,通过仿真试验,验证了提出的方法的有效性.     

基于神经网络的鲁棒自适应逆飞行控制

提出基于在线神经网络的超机动飞行自适应动态逆鲁棒控制方法.超机动飞行的基本控制律采用非线性动态逆方法设计,对于建模误差或者控制面损伤等因素导致的不确定性逆误差采用神经网络进行自适应补偿.通过动态逆控制律简化计算和飞机控制面故障自适应修复的仿真表明,神经网络通过在线补偿逆误差,能够有效降低非线性动态逆对模型准确性的要求,增强控制系统的鲁棒性.     

基于模型参考的鲁棒自适应控制

针对一类具有未知参数、未建模动态和外界干扰的不确定非线性系统,选择适当的参数对这些不确定性进行估值、补偿和模型参考,利用Backstepping方法,设计了一种新的鲁棒自适应控制器。该控制器能保证闭环系统的所有信号是全局有界的,跟踪误差收敛到一个小的残差集内。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于系统特征的自适应被动容错控制及其应用

本文在黄金分割鲁棒自适应控制器的基础上，设计了一种自适应被动容错控制器，能在线辨识对象特征模型，在线提取系统动态性能特征和故障特征，对控制系统执行机构和测量部件的某些软故障具有被动容错能力。与传统ＰＩＤ控制的对比仿真充分说明了这种控制方案的优越性。     

新的鲁棒粒子群算法在电磁场逆问题中应用研究

提出了一种搜索鲁棒优化解的粒子群算法。为解决期望适值函数计算需要大量新采样点而导致的计算效率过低问题,提出了一种期望适值赋值的新机制。该机制只对每一代粒子中的个体最优解和整体最优解分配期望适值。此外,为便于算法搜索鲁棒优化解,重新定义了粒子的邻域关系。最后,通过两个实例计算证明了新算法求解电磁场逆问题鲁棒优化解的可行性和优点。     

基于神经网络的模型跟随鲁棒自适应控制

针对一类复杂非线性动力学系统,提出一种基于神经网络动态补偿的模型跟随非线性鲁棒自适应控制策略.采用神经网络在线补偿控制器以克服系统的未建模动力学和非线性耦合因素的影响,从而提高了模型跟随控制的动态性能和稳态精度;当系统存在模型不确定性和外部扰动时,其输出仍能精确地跟踪期望参考模型的输出.同时给出了闭环误差系统鲁棒稳定性的证明.应用示例表明,所提方法可保证闭环系统具有良好的跟踪性能和鲁棒性,且算法简单,易于在线控制.     

鲁棒自适应控制综述

讨论了鲁棒自适应控制的产生，现有的鲁棒自适应控制方案及发展方向。     

电弧炉电极调节系统的鲁棒模型参考自适应控制

研究了电弧炉电极调节系统的鲁棒模型参考自适应控制问题.把三相耦合造成的对系统的影响转化为系统的不确定扰动问题.理论分析和仿真结果表明这种控制方法对于电孤炉电极调节系统这类非线性不确定系统是适用的.     

新的e修正鲁棒自适应控制方法在航空发动机上的应用

针对航空发动机模型的结构和参数的不确定性,提出一种基于非李亚普诺夫方程(NQLF)的e修正鲁棒模型参考自适应控制法。该方法无需知道发动机精确数学模型,抗干扰能力强,在输出误差信号的作用下具有比普通方法更快的收敛性,振荡性能够得到很好的控制。从仿真结果可见控制器能使系统比较好地跟踪参考模型的输出,对发动机模型参数和结构的变化有一定的适应能力,鲁棒性较好。     

非线性系统基于HM模型的自适应鲁棒跟踪控制

研究了非线性系统的跟踪控制问题，基于HM模型对非线性系统进行描述，并将全局模糊模型表示成不确定系统形式。在满足匹配条件下，针对未知不确定界，采用自适应鲁棒控制器，利用自适应变量信息来补偿系统的不确定性信息，实现了非线性系统的渐近跟踪控制。一级倒立摆仿真实验，验证了方案的有效性。控制器结构简单，规则少，具有应用价值。     

动态系统的鲁棒容错控制方法

本文针对有参数不确定性的动态系统设计了一种参数鲁棒故障检测器及故障向量辨识器,提出了状态向量和输出向量的校正方法.最后给出应用所提算法对飞机实现鲁棒容错控制的例子,数字仿真试验表明效果良好.     

Adaptive Fuzzy Fault Tolerant Control Using Dynamic Sliding Mode

International Journal of Control, Automation and Systems - In this paper, an actuator fault tolerant control (FTC) has been designed using dynamic sliding mode control (DSMC) for single input...     

非线性动态系统的容错控制

首先概要介绍了非线性动态系统容错控制技术的发展现状;然后分类介绍了几种非线性系统的容错控制技术,重点分析了基于人工智能和参数估计的主动容错控制方法和基于Hamilton-Jacobi方程的非线性被动容错控制设计方法。对于其它的方法,则简要讨论了它们的适用范围和优缺点;并探讨了该领域的难点问题和可能的研究方向。     

A New Approach to Robust and Fault Tolerant Control

In this paper, we shall summarize a new approach to robust and fault tolerant control proposed recently by the author. This approach is based on a variation of all controller parametrization. This robust and fault-tolerant control design consists of two parts: a nominal performance controller and a robustness controller, and works in such a way that when a component (sensor, actuator, etc.) failure is detected, the controller structure is reconfigured by adding a robustness loop to compensate the fault. We shall illustrate how this strategy works under various situations.     

离散时间系统的主动容错控制及飞控应用

针对处理一类线性不确定离散时间系统多重的、同时发生的、突变的舵机故障问题,提出了一种新的故障估计方案。该方案考虑了两种舵机故障模型:舵机卡死和舵机失效。所提出的舵机故障估计方案适用于为战机设计一个H∞容错飞行控制器,用于以零横向加速度跟踪飞机转弯角和俯仰率指令。仿真结果表明,采用H∞容错飞行控制器能够取得较好的控制效果。     

Adaptive Dynamic Inversion via Time-Scale Separation

This paper presents a full state feedback adaptive dynamic inversion method for uncertain systems that depend nonlinearly upon the control input. Using a specialized set of basis functions that respect the monotonic property of the system nonlinearities with respect to control input, a state predictor is defined for derivation of the adaptive laws. The adaptive dynamic inversion controller is defined as a solution of a fast dynamical equation, which achieves time-scale separation between the state predictor and the controller dynamics. Lyapunov-based adaptive laws ensure that the predictor tracks the state of the nonlinear system with bounded errors. As a result, the system state tracks the desired reference model with bounded errors. Benefits of the proposed design method are demonstrated using Van der Pol dynamics with nonlinear control input.     

Adaptive Fault Tolerant Control of Multi-time-scale Singularly Perturbed Systems

This paper studies the fault tolerant control, adaptive approach, for linear time-invariant two-time-scale and three-time-scale singularly perturbed systems in presence of actuator faults and external disturbances. First, the full order system will be controlled using ε-dependent control law. The corresponding Lyapunov equation is ill-conditioned due to the presence of slow and fast phenomena. Secondly, a time-scale decomposition of the Lyapunov equation is carried out using singular perturbation method to avoid the numerical stiffness. A composite control law based on local controllers of the slow and fast subsystems is also used to make the control law ε-independent. The designed fault tolerant control guarantees the robust stability of the global closed-loop singularly perturbed system despite loss of effectiveness of actuators. The stability is proved based on the Lyapunov stability theory in the case where the singular perturbation parameter is sufficiently small. A numerical example is provided to illustrate the proposed method.     

一种容错飞行控制的神经网络方法研究

文章提出了一种新的主动容错飞行控制系统设计方法,可同时进行飞控系统执行器的故障诊断和容错控制;首先建立飞机执行器故障模型,接着应用改进的BP神经网络算法,进行飞行控制系统模型辨识,实时进行故障诊断;然后根据故障诊断信息进行自适应容错控制,为了克服故障系统引起的模型误差和非线性因素的影响,设计了自适应神经网络PID参数整定和动态逆控制器,对飞行控制系统执行器故障进行容错控制,以实现系统的良好模型跟踪和动态性能;仿真结果表明,在保证闭环系统稳定的前提下,实现了执行器的在线故障诊断与容错控制,达到了理想的效果.     

一个具有高可用性的动态容错VoD系统

提出了一个在VoD系统中具有高可用性的动态容错算法。针对分布式应用的特点,能对控制节点实现服务器切换的容错,数据服务节点负载均衡分配和故障节点提供服务的恢复。同时按照文章一致性保证机制可以实现媒体服务故障恢复对客户端的透明。通过对系统可用性分析和仿真试验表明,该算法可以有救地提高系统的可用性。     

双容液位系统的不确定时滞的鲁棒容错控制

针对双容液位控制系统的执行器失效等故障,通过线性化建模,研究了鲁棒自适应容错控制问题。首先在系统无故障正常工作时,考虑建模误差、输入信号的稳定性、系统参数等不确定性因素,利用不确定性上界自适应估计,设计了不确定时滞鲁棒控制器。同时,对系统进行故障检测,研究了一种修正控制律的自适应鲁棒容错控制器设计方法,该控制器通过修补执行器故障所带来的影响使该系统最终有界稳定。最后,通过仿真实验,验证了提出方法的有效性。