基于状态观测器的广义系统鲁棒容错控制

针对执行器失效情形,利用广义Riccati方程,给出了基于观测器的广义系统鲁棒容错控制器的设计方法,并根据广义Riccati方程的参数化解,给出基于观测器的鲁棒容错控制器的参数化解.利用该方法设计的动态控制器使所得闭环系统既使在执行器失效和有系统参数不确定的情况下也都是正则、无脉冲、稳定的.数值例子验证了该方法的有效性.     

基于状态观测器系统的鲁棒容错控制

针对一类带有数值界不确定性的状态观测器系统，设计了使其保持闭环系统鲁棒稳定的反馈控制律，对传感器故障具有完整性，并且控制器的选取仅依赖于一组LMI。由于Matlab中有关于LMI解法的专门命令，从而使得计算方法简单和有效。     

不确定时变滞后系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定时滞后系统的鲁棒容错控制问题,当系统既有状态时变滞后,又有控制输入时变滞后,而且状态和控制输入的不确定项均不满足匹配条件时,利用线性矩阵不等式,得到了系统可由基于观测的 状态反馈鲁棒镇定的充分条件,同时在执行器发生故障时具有完整性。     

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.     

基于滑模观测器的卫星姿态控制系统滑模容错控制

针对卫星姿态控制系统执行机构故障,设计了基于滑模观测器的滑模容错控制律.采用迭代学习算法在线调节观测器滑模项切换增益,设计滑模观测器估计卫星姿态和角速度.在此基础上,将执行机构故障作为系统的未知动态,提出一种对卫星姿态控制系统执行机构故障不敏感的滑模容错控制方法.该方法利用系统输入和状态信息,结合动力学特性实现未知动态估计,以此设计滑模控制律.通过数字仿真验证了该容错控制方法的有效性.     

基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制

为了解决控制理论中的系统安全性与可靠性问题,考虑到时滞时变普遍存在于此类系统中,沿着故障诊断和容错控制解决问题的思路,针对基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制问题进行研究,构造了一种新型的故障诊断观测器,结合Lyapunov稳定性理论研究了故障诊断观测器的状态估计误差,构建了状态反馈的容错控制器,利用Schur补引理以及一些基本的控制理论得到了故障诊断观测器和容错控制器存在的线性矩阵不等式(LMI)的充分条件,确定了闭环系统的稳定并且符合所给定的性能指标。通过Matlab仿真实例验证了所提方法的简便性以及实用性。此方法很好地克服了系统中存在的非线性、扰动以及时滞时变问题。     

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。     

线性不确定系统的容错控制

利用H∞鲁棒控制的成果,对一类线性不确定系统提出了一种新的鲁棒容错控制器设计方法·当传感器和执行器在指定子集内发生故障且存在对象扰动和测量噪声情况下,不确定性具有范数有界时,通过构造确定性的辅助系统,求解HamiltonJacobi不等式(HJIs)的正定解,设计了容错鲁棒控制器·该控制器对传感器和执行器故障具有完整性,对扰动和不确定性具有鲁棒性,确保了闭环系统渐近稳定和H∞性能·结果表明该方法为解决一类线性不确定性系统的容错控制问题提供了一条新的途径·     

不确定非线性系统的容错控制

利用H∞鲁棒控制的成果,对一类线性不确定系统提出了一种新的鲁棒容错控制器设计方法·当传感器和执行器在指定子集内发生故障且存在对象扰动和测量噪声情况下,不确定性具有范数有界时,通过构造确定性的辅助系统,求解HamiltonJacobi不等式的正定解,设计了容错鲁棒控制器·该控制器对传感器和执行器故障具有完整性,对扰动和不确定性具有鲁棒性,确保了闭环系统渐近稳定和H∞性能·结果表明该方法为解决一类线性不确定性系统的容错控制问题提供了一条新的途径     

时变时滞连续系统的鲁棒容错控制

研究了不确定时变时滞线性连续系统存在有界参数不确定时的容错控制问题,对传感器和执行器的实效问题进行了讨论,提出了保证系统鲁棒稳定的设计算法,研究结果表明,该算法能保障系统的容错性和稳定性,其仿真数值结果验证了该方法的有效性。     

基于观测器不确定中立时滞系统的鲁棒无源控制

探讨了基于观测器的一类不确定线性时滞中立系统的鲁棒无源控制问题,目的在于设计一个线性状态观测器,使得对于所有可容许的参数不确定性和时间滞后的观测过程是鲁棒稳定和无源的.不确定参数是范数有界的,利用线性矩阵不等式和李雅普诺夫函数方法,得到不确定线性时滞中立系统观测器存在的充分条件,并以数字实例说明了提出方法的有效性和实用性.     

含控制分配的积分滑模主动容错控制方法

针对重构故障不匹配情况下的多操纵面飞机控制问题,提出了一种基于控制分配的积分滑模主动容错方法. 采用一种新的在线控制分配律简化了滑模控制律设计,设计了积分滑模控制律以保证指令重分配时系统的稳定性,在重构故障匹配和不匹配情况下,推导并证明了含控制分配律的系统整体闭环稳定性. 仿真结果验证了所设计控制器的性能,有效实现多操纵面飞机的快速平稳控制.      

飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制

通过研究飞机纵向受力,建立了飞机在高空定速巡航过程的纵向运动模型.针对飞行过程中可能出现的传感器故障和系统参数摄动,考虑跟踪控制问题,利于跟踪误差对系统模型进行增广,在构建状态观测器的基础上,设计了飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制器.仿真结果表明,当传感器发生故障时,飞机系统能够迅速稳定,具有满意的稳态和动态性能以及良好的鲁棒性.     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制

利用共同Lyapunov函数技术,研究了一类含有结构参数不确定性和未知非线性扰动的非线性切换系统的鲁棒容错控制问题·给出了各个子系统的状态反馈控制器的设计,使得闭环系统对于结构参数不确定性和未知非线性扰动具有鲁棒性,并且在任意切换下保证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,使得闭环系统对于所有发生在给定失效集的执行器失效,在任意切换下是全局渐近稳定的·最后用具体的例子验证了本文设计方法的可行性和有效性·     

一类离散MIMO系统的神经网络自适应输出反馈容错控制

针对一类离散多输入多输出(MIMO)严格反馈系统,提出了基于神经网络的输出反馈容错控制.由于讨论的执行器故障类型有失效和卡死两种情况,提出了比例驱动方法,可将这两种故障类型恰当地表示出并便于控制器的设计;同时,由于此类多输入多输出系统不满足匹配条件,通过引入预测控制设计方法,可以克服这一缺陷.考虑到系统中的函数是未知的,利用神经网络具有逼近任意连续函数到任意精度的原理来估计该未知函数,由此证明了本文所提出的方法可以使得系统的所有参数及实际容错控制律均一致最终有界.通过MATLAB实验仿真,有效地验证了此方法的合理性.     

基于变论域模糊滑模观测器的微网逆变器系统容错控制

针对微网逆变器系统量测回路中,电流互感器故障及虚假数据注入攻击问题,提出基于滑模观测器融合变论域模糊控制的异常量测信号估计与电流补偿容错策略。基于电流量测量设计并网模式微网输出反馈线性二次型最优控制器,构建电流互感器故障及虚假数据注入攻击模型,根据Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式方法设计滑模观测器,构造融合异常量测信号估计值的电流补偿容错控制策略;最后提出基于模糊推理的变论域模糊控制方法实现滑模增益的动态调整,提高观测器估计性能。仿真及实验表明,电流互感器故障及虚假数据注入攻击将使微网逆变器系统的稳定控制器失效,所提出的容错控制策略对多场景下异常电流量测信号的估计精度更高,可确保微网安全稳定运行。     

基于LMI方法的网络化控制系统的鲁棒容错控制

在网络化控制系统(NCS)中,针对时延和不同步对系统性能产生的影响,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,将网络化控制系统的状态向量扩张为增广状态向量。基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,推证出了保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐近稳定的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式组方便地得到了容错控制器的设计结果。最后用仿真算例验证了此种方法的可行性和有效性。