一类非线性不确定切换系统的鲁棒可靠控制

研究了含有结构参数扰动的一类非线性不确定切换系统的鲁棒可靠控制问题.假定非线性项满足范数有界性条件,参数不确定性可以是时变的.当执行器“严重失效”——未失效执行器的部分不能镇定原系统时,利用多Lyapunav函数法,给出了混杂状态反馈可靠控制器的设计, 使得闭环系统对所有可能的不确定性和所有允许的执行器失效,在所设计的混杂状态反馈可靠控制器下是渐近稳定的.仿真结果验证了结论的有效性.     

不确定非线性时滞切换系统的鲁棒容错控制

研究了一类结构参数不确定性和未知非线性扰动的非线性时滞切换系统的鲁棒容错控制问题.利用凸组合技术,设计出状态反馈控制器和相应的切换策略,使得闭环系统是全局渐近稳定的.同时当系统的执行器失效时,通过预先给定的失效集,对于所有发生在给定失效集的执行器失效的情况下,使得闭环系统均是全局渐近稳定的.最后通过仿真算例验证了所设计方法的可行性和有效性.     

一类不确定切换模糊时滞系统的可靠控制

研究了一类不确定切换模糊时滞系统的可靠控制问题．当执行器“严重失效”而未失效部分不能镇定原系统时,采用多Lyapunov函数方法构造状态反馈可靠控制器,使得闭环系统对于所有允许的执行器失效,在所设计的状态反馈可靠控制器下是渐近稳定的,并以线性矩阵不等式形式给出了使闭环系统渐近稳定的条件．最后,通过仿真结果验证了结论的正确性．     

基于事件触发的线性网络化控制系统主-被动混合容错控制设计

针对一类具有时变时延的线性网络化控制系统(NCS),在离散事件触发通信机制下,研究了执行器任意失效故障的主-被动混合容错控制问题.建立了基于事件触发机制的闭环故障系统模型,设计了能使系统在发生故障集以内的故障时稳定的被动容错控制器.同时,设计故障诊断观测器估计任意执行器失效故障的大小,一旦获得准确的故障信息,立即重构控制器以补偿故障的影响.所设计的主-被动混合容错控制器在执行器任意失效故障下,不但能使系统稳定而且具有良好的控制性能.仿真算例验证了本文方法可在确保故障系统稳定的前提下能有效地节约网络通信资源.     

多种控制元件同时失效情形下时滞系统的可靠控制问题的研究

针对一类非线性不确定时滞系统,讨论了在执行器和传感器同时失效情形下,鲁棒可靠控制器的设计问题.此类系统中既有状态时滞,又有控制时滞,且在状态矩阵和控制增益矩阵中均含有不确定性.在假定失效的执行器和传感器输出为零的条件下,基于状态观测器,设计状态反馈控制器,使得闭环系统不仅在正常运行时保证其鲁棒稳定性,而且在特定集合中允许失效的任意一个或部分执行器和传感器同时失效时,仍能保证基本性能不变.仿真实例表明所设计的可靠控制器的有效性.     

不确定离散广义系统的D稳定鲁棒非脆弱可靠控制

针对不确定离散广义系统,研究系统在控制器失效情况下的D稳定鲁棒非脆弱控制问题。根据D稳定条件,给出广义离散系统在系统参数不确定的情况下D稳定控制;研究在参数不确定和执行器故障的情况下离散广义系统的D稳定鲁棒可靠控制和D稳定鲁棒非脆弱可靠控制,保证在控制器失效的情况下,系统仍然能满足一定的性能指标。通过求解线性矩阵不等式(LMI),给出设计D稳定鲁棒非脆弱可靠控制器的方法。仿真结果证明了设计的有效性。     

一类不确定时滞系统的鲁棒H∞可靠控制

研究了一类包含状态时滞和参数不确定系统基于状态观测器的鲁棒H∞可靠控制问题.目的是设计状态观测器不仅使得执行器正常工作时系统渐近稳定,而且使得对于系统中预先指定的执行器子集内的执行器失效时,相应的闭环系统也渐近稳定.借助于议论广义的Riccati矩阵不等式,给出了控制器存在的条件,同时给出了所期望控制器的解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.     

轨控期间挠性卫星的姿态容错控制及主动振动抑制

针对受轨道控制推力影响及存在执行器故障的挠性卫星,提出了一种基于自适应滑模的姿态容错控制及挠性振动抑制方法.该容错控制方法不需要故障信息,而是基于滑模控制原理,利用自适应算法能够对故障系统中的不确定参数信息实现有效估计,并且在保证姿态稳定的同时,对来自环境和系统内部的扰动及转动惯量的不确定性具有良好的鲁棒性,从而提高了容错控制器的性能.进一步在姿态稳定的基础上,利用精确鲁棒微分器理论,针对挠性模态中的非线性项和扰动项设计了非线性状态观测器,并结合自适应控制和滑模控制方法实现了对挠性振动的有效抑制.最后,在反作用飞轮冗余配置的前提下,对轨道调控期间具有执行器故障的卫星姿态控制系统进行了仿真.结果表明,该方法有效正确.     

一类不确定时滞系统的鲁棒容错控制

针对一类线性时滞不确定系统,研究了在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连续故障模型下,给出了线性不确定时滞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。最后仿真结果验证了该方法的可行性和正确性。     

一类非线性不确定时滞系统的鲁棒容错控制

基于Lyapunov稳定性理论,针对一类具有非线性不确定的时滞系统,提出了鲁棒容错控制器的设计方法.就传感器失效故障和执行器失效故障2种情况,在非线性不确定性满足增益有界条件下,通过求解线性矩阵不等式(LMI)分别给出了在正常情况下和有失效故障情况下闭环系统都能渐近稳定的充分条件和控制器设计方法.该方法利用LMI可方便地得到容错控制器设计结果.设计实例和仿真结果验证了该方法的有效性.     

多移动机器人鲁棒容错编队控制算法研究

针对基于领航者-跟随者编队架构的多移动机器人系统,考虑存在执行器故障且拓扑结构为非平衡拓扑的情况,给出了多移动机器人实现编队运行的鲁棒容错控制算法。利用反馈线性化、降价等方法处理机器人模型的非线性及非完整约束等问题;考虑非平衡拓扑结构下的执行器故障问题,设计基于领航者-跟随者法的鲁棒容错控制方法;最后在Matlab/Simulink环境下对算法进行了软件仿真,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

一类带有控制器失效的切换系统的模型参考自适应律的设计

研究了一类带有执行器失效的切换系统的模型参考自适应控制的自适应律的设计方法。对于给定的系统控制器,利用构造Lyapunov函数,推导证明并得出切换系统在切换策略即执行器正常工作与执行器失效相互切换的情况下,设计切换系统的自适应律,保证切换系统的全局实用稳定。仿真结果表明,状态跟踪误差的收敛验证了此方法的有效性。     

对执行器失效具有完整性的控制系统设计

该文考虑了对执行器失效具有完整性的控制系统设计问题，提出了一种对执行器失效具有完整性的控制器设计方法，给出了控制器的设计步骤，并用设计实例及仿真结果验证了该方法的有效性．     

饱和执行器的T—S模糊系统的模糊控制及仿真研究

研究了带有饱和执行器的T-S离散模糊系统的控制律设计问题.建立了闭环模糊系统渐近稳定的判别条件.通过解LMIs,得到闭环模糊系统的控制律.最后,通过仿真研究说明了所给方法的有效性.     

针对执行器和关联链接失效的一类复杂系统自适应容错控制

针对一类执行器和关联链接失效的复杂系统,提出了一个间接自适应方法解决容错控制问题.利用自适应律在线估计执行器和链接通道上的故障因子,并基于自适应策略的信息,构造一类通过其他子系统状态链接的分布式状态反馈控制器自动补偿故障影响.基于李亚普诺夫稳定性定理,所得到的自适应闭环复杂系统执行器和网络传输过程故障下可以保证渐进稳定.此方法的有效性最终由一个仿真例子验证.     

多移动机器人鲁棒容错编队控制算法研究

针对基于领航者-跟随者编队架构的多移动机器人系统,考虑存在执行器故障且拓扑结构为非平衡拓扑的情况,给出了多移动机器人实现编队运行的鲁棒容错控制算法。利用反馈线性化、降价等方法处理机器人模型的非线性及非完整约束等问题;考虑非平衡拓扑结构下的执行器故障问题,设计基于领航者-跟随者法的鲁棒容错控制方法;最后在Matlab/Simulink环境下对算法进行了软件仿真,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。
     

切换系统容错控制的研究

针对线性切换系统,研究其在执行器失效情况下的容错控制问题.首先,在容错控制范围内,推导出系统实际运行中执行器失效所满足的条件;其次,运用平均驻留时间方法,给出平均驻留时间的下界,设计状态反馈控制器,使得每一具有平均驻留时间的切换信号都能保证系统的全局渐近可镇定;最后,把结果转化成线性矩阵不等式(LMI)的形式便于求解,并以数值例子仿真出系统的状态响应曲线及相平面曲线,从而验证结论的有效性.     

具有饱和约束的船舶航向非光滑反馈控制设计

针对具有饱和约束的船舶航向控制问题,提出一种基于Lyapunov稳定性理论的非光滑反馈设计实现航向无差控制.该方法结合闭环控制及开环控制两种设计手段,在保证船舶航向控制系统稳定的前提下,克服舵角工作范围约束,可在初始条件已知情况下,保证船舶在任意位置实现无差航向控制.多种情况下数值仿真结果验证了该非光滑设计方法的有效性.     

智能桁架结构自适应模糊主动振动控制

针对智能桁架结构的振动抑制问题,研究如何设计自适应模糊主动振动控制器.结合模糊控制理论和传统的自适应控制理论,基于Lyapunov综合法,设计了一种稳定的直接型自适应模糊主动振动控制器.同时引入监督控制,把控制量分为自适应模糊控制量和监督控制量,监督控制的设计保证了系统状态量的有界性.最后,对一个平面16杆智能桁架结构进行了自适应模糊主动振动控制的仿真研究.结果表明: 在结构参数或外部环境发生变化时,直接型自适应模糊主动振动控制器仍可以获得理想的控制效果,具有很好的鲁棒性.     

具有边界扰动柔性机械臂的鲁棒自适应边界控制

针对边界未知扰动和系统结构参数均具有不确定性的柔性机械臂系统,为了抑制其振动和提高振动控制效果,通过对柔性臂的结构参数估计,采用自适应和边界控制技术,设计了带有边界扰动观测器的鲁棒自适应边界控制对柔性臂振动进行控制。所设计控制算法能补偿结构参数不确定性和避免了控制溢出,边界扰动观测器能抑制和跟踪边界未知扰动的影响。随后利用Lyapunov综合法对控制系统的稳定性和一致有界性进行了证明。仿真结果进一步验证了该控制算法对抑制柔性臂振动的有效性。