基于广义内模控制的时滞系统主动容错控制设计

为了提高动态系统的可靠性,研究了多状态时滞系统的主动容错控制.给出了基于广义内模控制设计的容错控制器设计方法.该容错控制器由两部分构成,分别针对系统的性能和鲁棒性.只有当系统发生故障时,控制器中针对鲁棒性(容错性)的部分才会起作用,从而保证系统在没有故障时具有尽量好的性能,而当故障发生后具有客错功能.通过一个仿真算例,验证了方法的有效性.     

混合动力汽车电机驱动系统传感器故障重构控制

针对混合动力汽车感应电机驱动系统可能存在的传感器故障模式,设计了一个主动容错重构控制系统.该系统能充分利用无故障的传感器信息,最大限度地维持驱动系统的控制性能,并在重构切换过程中,考虑电机转矩和转速的平滑过渡问题.此外,为提高车用感应电机驱动系统的性能,基于传统磁场定向控制(FOC)思想设计出一种新型鲁棒性PI控制器来实现电机转矩跟踪;利用滑模控制技术,设计了转子磁链-速度自适应观测器.为进一步提高交流电流传感器故障状态下电机驱动系统的容错能力,提出了用直流电流重构交流相电流的新思路.仿真研究表明,在发生传感器故障时,所设计的电机驱动系统仍能有效地保证车辆行驶过程中的转矩和速度跟踪性能以及系统的稳定性.     

一类不确定非线性多时滞切换系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定非线性多时滞切换系统的鲁棒容错控制问题.当执行器失效时,基于共同Lya-punov函数方法,设计了状态反馈控制器,同时给出闭环系统在任意切换下渐近稳定的充分条件.     

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.     

具有Neumann边界的分布参数切换系统的鲁棒容错控制

研究了一类具有Neumann边界条件的分布参数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,建立了闭环切换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,可借助Matlab中线性矩阵不等式工具箱求解.数值算例证明,所提出设计方法是有效的.     

一类不确定非线性系统主动容错控制

针对一类不确定非线性系统,提出一种新的主动容错控制策略。该策略可以根据系统的运行状态实现切换控制,当系统无故障时,系统切换至常规状态反馈控制,保证系统稳定的同时且具有一定的鲁棒性能;当系统发生故障时,切换至主动容错控制,利用RBF神经网络在线逼近故障模型,同样保证系统鲁棒渐近稳定性。仿真示例表明,系统对不确定性具有较好的鲁棒性,同时对故障可以进行较好的重构,从而验证了设计方法的有效性。     

容错控制系统的一种神经网络控制策略

基于神经网络的函数逼近能力及其容错性，提出了一种神经网络容错控制策略：首先利用系统重构的方法设计控制系统在各种故障情况下的控制律，然后采用一个神经网络来学习这些控制律的特性．学习结束后，将该神经网络作为控制器对系统实施控制．对一个具体的线性系统在传感器故障情况下的神经网络控制进行了仿真研究，结果表明：神经网络控制器能够代替系统原有的控制器．而且在系统发生未知故障时，同样具有容错性．     

基于小波变换的神经网络容错控制研究

提出了一种基于小波变换的网络容错控制器,并把该容错控制器嵌入正常控制系统中.基于小波变换的故障检测器实时进行检测,无故障时采用常规控制器;检测出有故障发生时,就激活容错控制器自动替代原控制器,维持系统的正常运行,并进行了仿真试验.     

数据包丢失的不确定奇异系统网络化容错控制

针对网络化控制系统中存在数据包丢失的情况,研究了一类具有数据包丢失的不确定奇异系统容错控制问题。根据奇异系统网络丢包的特点,在执行器发生故障的情况下,将奇异网络化系统转换为奇异不确定切换系统。同时,利用矩阵不等式技巧研究该奇异切换系统在一定数据包丢失率影响下的反馈控制。给出了控制器的设计方法和系统正定的充分条件。通过数值仿真例子验证了该方法的有效性。     

容错控制系统的一种神经网络控制策略

基于神经网络的函数逼近能力及其容错性，提出了一种神经网络容错控制策略；首先利用系统重构的方法设计控制系统在各种故障情况下的控制律，然后采用一个神经网络来学习这些控制律的特性，学习结果后，将该神经网络作为控制器对系统实验控制，对一个具体的线性控制在传感器故障情况下的神经网络控制进行了仿真研究，结果表明：神经网络控制器能够代替系统原有的控制器，而且在系统发生未知故障时，同样具有容错性。     

具有执行器故障的保成本可靠控制

针对线性定常系统,在涉及不确定性的保成本问题基础上,提出了带有执行器故障扰动的保成本可靠控制问题·给出了更实际、更一般的故障模型·在考虑执行器故障模型的基础上,给出了系统渐近稳定及可靠保成本的充分条件·通过求解代数Ricatti方程完成动态反馈控制器的设计·并且进一步说明当系统无故障时,系统渐近稳定且具有良好的保成本指标·当系统的执行器发生故障时,系统仍保持渐近稳定且满足一定的保成本指标·仿真实例验证了本文结果的有效性·     

执行器失效的跟踪控制律重构:故障掩蔽法

为避免直接重构系统状态过于苛刻的条件,提出了线性系统存在执行器故障时动态镇定和定点跟踪控制器重构设计方案.基于重构模块思想和故障掩蔽方法,导出了扩展虚拟执行器以获得静态和动态重构模块的统一描述,其中重构模块与标称控制器一起构成可重构控制器.从而实现了执行器故障情况下线性时不变系统的闭环稳定和跟踪性能恢复的重构目标.仿真表明:即使执行器故障重构闭环系统亦能镇定,并可达到稳态值恢复的跟踪重构目标.     

一类不确定线性系统区域稳定的可靠控制

针对具有不确定性的线性定常系统,提出了考虑执行器故障的圆盘极点可靠配置问题·在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了将极点配置到指定圆盘内可靠控制存在的充分条件·通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计·利用仿真实例验证了本文提出设计方法的可行性,并且通过与不考虑故障和不确定因素的系统比较,进一步说明对系统进行可靠极点配置的必要性·     

一种变时滞不确定系统鲁棒可靠控制的线性矩阵不等式方法

为提高动态系统的可靠性,研究了带有执行器故障的变时滞不确定系统的鲁棒可靠控制.给出了系统在正常运行和带有可预期执行器故障情况下,闭环系统保持二次稳定的时滞依赖充分条件.运用线性矩阵不等式方法实现了可靠状态反馈控制的综合问题.通过仿真算例,说明了本文方法的可行性和有效性.     

一类不确定非线性时滞系统的保成本容错控制

基于T-S模糊模型,研究了一类不确定非线性时滞系统在执行器故障时的保成本容错控制问题.应用线性矩阵不等式导出了状态反馈保成本控制器存在的充分条件,保证了对所有允许的不确定性,执行器故障时闭环系统渐近稳定,且对于一个给定的二次型成本函数,闭环成本值有界.仿真实例验证了该方法的有效性.     

一类线性串联不确定系统的鲁棒容错控制

研究了具有串联结构的线性不确定系统的鲁棒容错控制问题．针对执行器失效故障，证明了对于两级串联结构的线性系统，可分别设计两个单级状态反馈容错控制器，通过求解两个Riccati不等式，得到整个系统的容错控制器．用该方法设计的闭环系统，在执行器发生故障时具有完整性，而且，对于系统的参数不确定性具有鲁棒性．     

带有多个状态滞后的连续系统正实控制

针对以往研究的连续系统中没有同时考虑多个状态滞后和执行器故障的情况，对带有多个状态滞后的连续系统进行了研究.通过理论分析得出了这类系统渐近稳定且扩展严格正实的充分条件.在此基础上，对这类系统存在不确定性和执行器故障的情况进行了研究.结果表明，所设计的正实控制器能够保证闭环系统对容许不确定性及执行器故障都是渐近稳定和扩展严格正实的.同时，通过实例分析，说明所提出的正实控制器设计方法可行且有效.     

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。     

基于时滞状态反馈控制系统的鲁棒容错控制

针对线性不确定时滞系统,提出了考虑传感器和执行器故障的一类鲁棒容错控制问题．通过采用带有时滞项的状态反馈,利用Riccati方程和Lyapunov稳定性理论,分别给出了传感器故障、执行器故障和同时故障模式下的容错控制条件．最后,给出仿真数例以说明该方法的可行性和有效性．