线性时滞系统的鲁棒故障诊断

研究了一类含有未知输入干扰和模型不确定性的时滞系统故障诊断问题。通过变换,原系统被分成两个子系统,一个子系统不受故障的影响,可以设计鲁棒观测器;另一个子系统受到故障的影响,但是它的状态可以通过测量得到。设计的观测器利用解析冗余方法能够对执行器故障和传感器故障进行诊断。仿真结果表明,算法具有良好的诊断性能。     

具有不可测动态不确定性非线性系统的控制

针对具有非线性不确定性、不可测动态不确定性和参数不确定性的非线性系统,结合反演提出了自抗扰控制器。与现有的鲁棒自适应控制方法不同,该方法不区别不确定性的类别,构建了扩展状态观测器来处理总不确定性;同时为了避免传统反演设计过程中的计算复杂性,构建了微分器;此外,引入了动态信号来主导不可测动态不确定性。最后利用李雅普诺夫稳定性分析证明了设计的控制器可以保证系统输出收敛到参考信号的残集内。仿真结果验证了该算法的有效性。     

非匹配不确定时滞系统的自校正滑模控制

针对一类不匹配、不确定并具有状态时滞的多输入多输出线性系统,基于线性矩阵不等式理论提出一种新的自校正滑模控制方法。该方法利用线性矩阵不等式给出滑动模态存在的充分条件,使系统在滑动模态运动下对于存在的不匹配不确定性扰动以及状态时滞具有完全不变性。引入双极性Sigmoid函数代替符号函数并根据Lyapunov稳定性理论设计了具有自适应能力的滑模控制器,在自适应律的作用下Sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节,从而改善了滑模控制器输出量过大以及抖振等现象。基于Lyapunov理论证明了该方法的稳定性,最后通过仿真实验进一步验证了该方法的可行性及有效性。     

线性时滞系统主动容错H∞控制

采用一种具有广义内模控制结构的反馈控制器,研究一类线性时滞系统的主动容错H∞控制问题。针对可由外系统描述其动态行为的故障,设计了基于观测器的故障估计器,并在此基础上将在线故障估计信息用于控制器的故障补偿,提出了基于广义内模控制的主动容错控制系统设计方法。应用时滞系统有界实引理,推导并证明了问题可解的依赖于时滞的充分条件,给出了这类主动容错控制系统设计的具体步骤。算例验证了该方法的有效性。     

时滞关联大系统的自适应模糊动态面控制及仿真

针对一类含完全未知时变时滞的非线性关联大系统,提出了一种自适应模糊动态面控制方法。该方法采用模糊逻辑系统逼近系统的未知时滞函数,提出时滞代换方法处理逼近器输入中的未知时滞信号,取消了对未知时滞常作的假设。基于Lyapunov-Krasovskii泛函,证明了闭环系统所有信号半全局一致最终有界。仿真结果进一步说明了该方法的有效性。     

不确定关联时滞大系统鲁棒可靠控制设计方法

针对一类具有状态时滞和参数不确定性的不确定关联时滞大系统 ,提出了一种基于状态观测器的鲁棒可靠控制器设计方法。该方法通过求解一组线性矩阵不等式 (LMI) ,给出状态观测器和线性动态输出反馈控制器的设计方法。该控制器对于系统中任意容许的不确定性以及在每一个子系统中预先指定的执行器子集合执行器的失效 ,都可以镇定相应的闭环系统。通过仿真实验证明该设计方法的有效性。     

时滞广义系统的状态反馈H∞控制

研究了时滞广义系统的稳定性与H∞控制问题。给出时滞广义系统正则、无脉冲且稳定的充分条件,基于带有约束的广义Riccati不等式给出系统的状态反馈H∞控制器设计方法。所得的控制器保证闭环系统是正则、无脉冲、稳定的且满足给定的H∞性能指标。算例说明了该控制器设计方法的有效性。     

非线性不确定时滞系统观测器型鲁棒无源控制

将无源性概念引入到非线性不确定时滞系统中,研究了带有时滞和不确定性的非线性系统的鲁棒无源控制问题.首先,利用多层神经网络近似代替系统中的非线性部分,采用线性微分包含(LDI)技术来线性化该非线性环节.其次,基于LDI模型,构造适当的状态观测器和反馈控制器,利用Lyapunov稳定理论,通过一定的矩阵变换,将设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行解问题.从而使控制器的设计简单易行.接着,引入无源化的损耗指标,给出具有指定损耗指标的鲁棒无源控制器设计方法.最后以Lo-gistic混沌系统为例进行仿真试验,结果表明该设计方法的有效性.     

基于动态逆和状态观测的制导控制一体化设计

针对空地导弹的制导控制一体化设计问题,给出了基于扩张状态观测器的动态逆设计方法。建立了导弹纵向通道的制导控制一体化模型,使用动态逆方法对导弹进行了制导控制一体化设计。为克服动态逆方法的缺陷,将制导控制系统的建模误差和未知扰动皆视为不确定性,设计了扩张状态观测器并对其进行估计。仿真结果表明,该方法具有较高的制导控制精度,并满足攻击角约束。     

基于观测器的时滞依赖鲁棒无源控制

研究一类带有参数不确定性和时变时滞的不确定线性系统的鲁棒无源控制问题。针对标称系统,利用线性矩阵不等式给出其时滞依赖无源性条件;讨论当系统的系数矩阵出现参数不确定时,存在基于观测器的控制器使得闭环系统是强鲁棒稳定且严格无源的时滞依赖性充分条件。构造出期望的观测器和控制器。数值算例说明结论的有效性。     

Dissipative Control of the State Delayed Systems

1　 IntroductionSince the notion of dissipative system was introduced by Willems ( 1 972 a) [1 ] ,andsubsequently generalized by Hill and Moylan( 1 980 ) [2 ] ,it has played an important role insystems,circuits,and control.Dissipativeness is a generalization of the concept ofpassivity in electrical network and otherdynamical systems which dissipate energy in someabstract sense.Applications of dissipativeness in the stability analysis of linear systemswith certain nonlinear feedback were first…     

线性系统的故障检测和最优容错控制

针对系统中含有执行器故障和传感器故障的情况,研究了线性系统的故障检测和最优容错控制问题。利用Riccati矩阵方程和Sylvester方程设计了故障情况下的动态最优容错控制律,并设计了能同时检测出故障状态和系统状态的增广的降维故障检测器,解决了最优控制中故障状态的物理不可实现问题,从而实现了系统的故障检测和容错控制并能满足二次型性能指标。仿真实例验证了这种故障检测方法和最优容错控制的有效性。     

具有异步时延的网络化控制系统故障检测

针对具有异步信号时延的离散系统，研究了在异步时延下基于观测器的故障检测及其设计问题。首先提出了一个存在异步时延下系统的故障检测模型，该模型保持了系统的定常性和时不主特性。同时在此模型上构造了异步时延系统的状态观测器，并依据系统观测误差通过合理地选择湮灭加权矩阵的方法构建了频域内的故障检测残差发生器。最后通过一个摆式列车试验模型的仿真检验了设计方法的有效性。     

基于主导子系统的非线性系统鲁棒故障诊断

针对非线性不确定系统的故障诊断问题,提出了一种基于主导子系统的自适应模糊观测器设计方法。利用主导子系统的观测器增益矩阵进行模糊观测器的设计,并推导出了系统状态估计误差有界的条件以及故障估计所要满足的自适应算法。另外,考虑到系统带有建模不确定,对故障检测的鲁棒性和灵敏度进行了分析。给出的仿真示例说明所提出的方法是有效的。     

一类不确定时延网络控制系统的故障诊断

研究了具有不确定时延的网络控制系统的故障诊断问题。通过建模将一类具有不确定时延的网络控制系统等效为具有不确定性的离散线性系统,并构建了故障观测器对系统进行故障检测。基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,将故障诊断问题转化为系统鲁棒性的设计问题,给出并证明了解存在的条件以及观测器增益矩阵的求解方法。最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于动态模拟的化工过程故障诊断

化工过程中的故障检测与诊断多通过对历史数据和知识的分析来进行.提出了一种新的故障检测与分析方法,利用动态模拟来监测化工过程,并在过程发生异常时及时进行故障诊断.这种方法所针对的是可由动态模型内部参数来表征的一类故障,这些参数可通过动态模型的在线校正获得.该方法不需要设计观测器来估算过程的不可测变量,还可以将故障检测和诊断任务同时进行.该方法被应用于了重力水箱系统和庚烷芳构化反应器系统,并同传统的参数估计方法进行了比较.     

基于核主元分析的非线性动态故障诊断

核主元分析是一种非线性主元分析方法，充分利用核函数来解决非线性映射问题，在高维特征空间中确定主元，具有很好的非线性逼近能力。同时，利用非线性最小二乘法实现核主元分析的变量重构，来识别故障源。将核主元分析应用于连续搅拌釜式反应器系统（CSTR）的故障诊断过程中，仿真结果表明该方法对于故障的检测和故障源的识别都优于线性主元分析法的诊断效果。     

时滞系统智能补偿预测控制方案的实现

提出了一种基于DMC预测控制历史数据智能建模基础上的自动补偿方案，该方案适用于参数摄动的时滞对象。仿真研究表明，该补偿算法能明显改善系统增益失配的控制效果，对同时存在增益、时滞失配的系统也有一定效果。由此，我们能在一定程度上降低对被控对象模型的测试要求，增强系统控制的鲁棒性，从而拓宽了DMC预测控制的适用范围。     

基于非线性自适应观测器的故障诊断

将自适应控制的思想和状态观测器方法相结合研究了一类非线性控制系统的故障诊断问题。针对一类满足Lipschitz条件的带有未知参数的非线性系统,提出了一种非线性自适应状态观测器的设计方法,并将其应用到控制系统的故障诊断中。通过设置未知故障向量的自适应调整律,保证了状态观测器的渐近稳定。数字仿真证明了该方法的有效性,系统渐近稳定,状态向量和故障向量的估计值均趋近于实际值。     

无人水下机器人推进系统故障诊断与容错控制

由于海洋深处工作环境的复杂性、不可预测性,水下机器人可靠性控制技术一直备受关注。在常规无人水下机器人推进器故障诊断中,均假设推进器处于几种固定故障模式,离线设计控制律,在线调度控制律实现容错控制,这与实际推进器故障情况有较大差别,因此采用ICMAC(Improved Credit Assignment Cerebellar Model Articulation Controllers)神经网络在线辨识推进器的实际故障大小,再利用伪逆重构控制策略,产生容错控制矩阵,实现无人水下机器人在线自适应容错控制。并针对推进器突发性故障,给出了故障诊断与容错控制仿真结果。