抵御传感器故障的静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,研究了考虑传感器增益故障情况下,静态输出反馈可靠控制设计问题。首先,在不考虑故障时,设计控制器,给出了系统保持渐近稳定的充分条件;然后,基于传感器故障,在原有反馈控制器作用下系统无法保持稳定;接下来,利用凸组合方法处理故障,及采用求解LMI不等式的方法对静态输出反馈可靠控制器进行重新设计,使闭环系统在发生传感器增益故障时仍能保持渐近稳定;最后,通过数值仿真验证设计方法的有效性和可行性。     

线性系统动态输出可靠H_∞控制

对于线性系统,研究了基于线性矩阵不等式的动态输出反馈可靠H∞控制器设计问题.在设计过程中,使用了比离散故障更实际的连续故障模型.不论有无故障,设计的可靠控制系统均保证了执行器的渐近稳定性和H∞性能.在保证故障发生时一个给定H∞性能界的前提下,优化无故障情况下系统的H∞性能.一个数值例子说明了提出方法的设计过程和有效性.     

抵御执行器故障扰动的二次性能指标可靠控制

针对线性不确定系统,在设计不确定系统保性能问题的基础上,提出了带有执行器故障的二次性能指标可靠控制问题。第一,设计静态输出反馈控制器给出了系统渐近稳定的充分条件,且满足二次性能指标。第二,考虑执行器连续增益故障,此时系统在原静态输出反馈控制器下无法维持原性能甚至是稳定性。第三,利用LMI给出了静态输出反馈可靠控制器且满足二次性能指标的设计方法。此控制器可使线性不确定系统在发生执行器故障后满足二次性能指标且依然保持稳定。最后,根据MATLAB仿真结果证明了该可靠控制器的科学性和严谨性。     

扇形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的扇形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题.首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在扇形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率.然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计.由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在扇形区域内.数值仿真验证了结果的有效性和可行性.     

抵御传感器故障的圆盘极点可靠配置

对于线性系统,研究了考虑传感器故障的圆盘极点可靠控制设计问题.使用了比离散故障模型更实用和一般的连续故障模型,给出了将极点可靠配置在指定圆盘内可靠控制存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式完成动态输出反馈可靠控制器的设计.仿真例子不仅说明了可靠控制的有效性,而且说明了可靠配置的必要性.     

基于LMI的鲁棒H∞容错动态输出反馈控制设计

针对线性不确定系统,研究了其执行器失效情况下鲁棒容错H∞动态输出反馈控制设计问题.基于连续型执行器故障模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法提出了线性不确定系统动态输出反馈H∞容错控制器存在的充分条件,给出了动态输出反馈H∞控制器的设计方法.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.仿真实例证明了所提出设计方法的有效性.     

间歇过程复合迭代学习容错保性能控制器设计

针对具有执行器故障和状态时滞的间歇过程,主要考虑输出反馈与迭代学习控制相结合,即复合迭代学习可靠保性能控制器设计问题,将具有时滞的故障系统转化为等价的2D-FM模型的时滞系统,在等价模型基础上,提出了基于2D动态输出反馈的鲁棒迭代学习可靠保性能控制策略,建立了依赖于时滞、确保系统稳定且具有最优性能的充分条件,并提出具有拓展学习信息的鲁棒迭代学习容错保性能控制的优化设计算法,同时,考虑了时滞对系统稳定性及性能的影响,实现了当系统发生执行器失效故障且在故障允许范围内时闭环系统的平稳运行,并具有最优的控制性能.另外,以注射成型过程保压段的喷嘴压力设计控制律为例验证了所提方法的有效性.     

梯形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的梯形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在梯形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在梯形区域内。最后的数值仿真验证了结果的有效性和可行性。     

基于输出反馈的电力系统时滞相关分散鲁棒H∞控制

研究一类不确定关联时滞电力系统的输出反馈分散鲁棒鼠.控制问题.考虑电力系统因运行参数变化产生的不确定性,假定其中的不确定项是时变和范数有界的,设计输出反馈分散H∞控制器.首先,结合Lyapunov-Krasovskii泛函方法、时滞积分矩阵不等式,导出此系统控制器存在的非线性矩阵不等式(NMI)充分条件;然后,通过变量替代法及矩阵的等效变换将其转换成线性矩阵不等式(LMI)充分条件.最后,以1个具体的三机关联时滞电力系统为例,求取输出反馈分散H∞控制器,并且讨论电力系统运行的稳定性.仿真结果表明,所设计的控制器能够快速有效地稳定电力系统,并且具有良好的动态性能.     

基于动态输出反馈的时滞T-S模糊系统无源可靠控制

目的研究一类时滞T-S模糊系统执行器部件发生故障情况下动态输出反馈的无源可靠控制问题.方法运用Lyapunov稳定性理论、故障替换和线性矩阵不等式(LMI)方法研究了时滞T-S模糊系统的无源可靠控制.结果给出了动态输出反馈无源可靠控制器存在的充分条件,给出了控制器的设计方法,通过求解线性矩阵不等式可以获得输出反馈控制器的系数矩阵.结论采用所设计的可靠控制器,在执行器部件出现故障或状态不完全可测时,均能保证闭环时滞T-S模糊系统鲁棒稳定,保持原有的无源性能指标.最后通过求解数值算例,绘制出闭环模糊系统状态响应曲线,验证了所设计方法的有效性.     

不确定离散模糊系统的保性能可靠控制

对于一类具有执行器故障的不确定离散模糊系统,研究其保性能可靠控制器设计问题。在更一般性的连续型执行器故障模型基础上,运用模糊Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)技术,推导出状态反馈保性能可靠控制器存在的充分条件,并给出了最优化可靠控制器设计的拟凸优化方法。     

不确定线性系统区域极点配置静态输出反馈可靠控制

对含有状态不确定项的线性系统,在连续增益故障模型的基础上,提出带有执行器故障的圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制问题.首先给出了在不考虑故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论了对于同一系统同一控制器在考虑执行器故障时系统出现不稳定;接下来,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定.利用线性矩阵不等式(LMI),在考虑执行器故障模型的基础上,给出了圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制器存在的充分条件.仿真结果进一步说明当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能离开所给定的圆形区域,而可靠控制的闭环系统仍然会保持极点在给定的圆形区域内,从而看出对系统进行极点配置的静态输出反馈的可靠控制的必要性.     

基于动态输出反馈的时滞系统鲁棒容错控制

考虑参数不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。为设计输出动态反馈控制器,使得闭环系统在传感器发生故障时仍能保持渐近稳定。基于一种传感器故障模型,通过在解析过程中使用非线性变换和锥补线性化方法,得到了与时滞相关的动态输出反馈鲁棒容错控制器存在的充分条件,并给出了控制器参数的显式表示。通过仿真算例验证了结论的正确性和有效性。     

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·     

不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统,研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法.目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器,使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定,并且满足H∞性能指标.采用线性矩阵不等式(LMI)的方法,分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件,利用LMI控制工具箱可方便地求解.仿真结果表明了该方法的有效性和优越性.     

广义系统可靠保成本控制

讨论了一类不确定广义系统可靠保成本控制问题·首先给出广义系统可靠保成本控制的定义·用线性矩阵不等式(LMI)得到广义系统未出现故障时二次稳定以及所给的成本函数有界的充要条件;同时又用LMI给出当广义系统的部分执行器出现故障时,仍二次稳定以及成本函数有界的充分条件;接着给出广义系统可靠保成本控制器设计方法·     

基于T-S模糊模型的观测器和动态输出反馈容错控制器设计

针对具有执行器故障和传感器故障的非线性系统,提出了一种基于T-S模型的观测器设计和动态输出反馈控制器设计方法。首先,将非线性系统转化为T-S模型,以此模型作为设计模型,利用扩展传感器故障为辅助状态向量的方式,将系统扩展为增维的T-S描述系统;然后,针对增维的T-S描述系统,设计模糊自适应观测器以达到对非线性系统的状态、执行器和传感器故障同时估计的目的;最后,基于观测器对传感器和执行器故障的估计,设计了一种动态输出反馈容错控制器以达到容错控制的目的,其中以线性矩阵不等式的方式给出了观测器和容错控制器存在的充分性条件。通过实例仿真验证了该文设计方法的有效性。     

广义非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制

针对一类广义非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制问题,应用Tagaki-Sugeno(T-S)模糊控制方法,在执行器发生故障的情况下设计可靠控制器,使系统输出能跟踪参考信号,且跟踪误差系统渐近稳定并满足给定的H∞跟踪性能.基于线性矩阵不等式方法,给出了广义非线性系统实现H∞输出跟踪的充分条件,以及可靠控制器的设计.仿真结果表明了所设计的控制器在执行器正常或发生故障时的有效性.     

具有时滞依赖系统的H∞动态输出反馈控制

对于一类具有时滞依赖的线性系统,研究了其动态输出反馈H∞控制器的设计.基于线性矩阵不等式,通过构造Lyapunov泛函,给出了一种动态输出反馈H∞控制器的设计方法,并证明了该控制器在使闭环系统渐近稳定的同时,也能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标,达到抑制干扰的效果.最后,给出了该输出反馈控制器参数的求解方法.     

不确定变时滞模糊广义系统的最优保成本控制

针对一类带有时变时滞的不确定T-S模糊广义系统,提出了基于时滞独立准则的最优鲁棒保成本控制方法.考虑一个线性二次成本函数作为闭环系统的性能指标,以线性矩阵不等式的形式给出了状态反馈保成本控制器存在的充分条件.最优保成本控制器的设计问题可以被简化为一个线性不等式约束的凸优化问题.所设计的保成本控制器不仅保证闭环系统的渐近稳定,而且具有最小的保成本上界.最后,数值算例说明了所提出方法的有效性以及最优保成本控制器的良好性能.