基于LMI的不确定广义系统的容错控制

论文摘要

可靠性与安全性是控制系统能够投入运行的关键。为切实提高现代复杂系统的可靠性与安全性,容错控制为其开辟了一条新的途径。在实际工程系统中,不可避免地会出现一些不确定参数,任何不考虑不确定性因素的系统控制可能难以获得理想的实际效果,甚至可能造成系统的崩塌。广义系统作为一般正常系统的自然延伸,有着丰富的实际背景。因此,研究不确定广义系统容错控制不仅具有十分重要的理论意义,而且具有广泛的实际应有前景。本文分析了具有参数不确定性的广义系统,在执行器或传感器可能发生故障时,利用线性矩阵不等式(LMI)方法研究其鲁棒容错控制和满意容错控制。首先,本文研究不确定性广义系统的鲁棒容错控制,对连续型执行器故障模型,设计状态反馈控制器,使得闭环系统对容许的不确定性和执行器故障正则、无脉冲且稳定,进一步对给定的H∞性能指标γ,设计具有H∞鲁棒容错的控制器。数值算例验证其有效性。其次,进一步地研究一类含有非线性扰动的不确定广义系统的容错控制问题。首先对容许的不确定性和非线性,给出系统广义二次稳定的充分条件。进一步针对执行器故障分析,设计状态反馈控制器使得闭环系统广义二次稳定。再次,研究不确定广义系统的满意容错控制,对不确定广义系统在满足极点指标、H∞和方差上界指标的约束下,当执行器故障时。设计状态反馈控制器使得系统鲁棒稳定。数值算例验证其有效性。最后,对研究工作进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 容错控制研究概况
• 1.1.1 容错控制的提出
• 1.1.2 容错控制存在的问题及发展趋势
• 1.2 鲁棒容错控制研究
• 1.3 满意容错控制简介
• 1.3.1 满意控制理论的介绍
• 1.3.2 满意容错控制的介绍
• 1.4 线性矩阵不等式简介
• 1.5 论文研究内容与结构
• 第2章 不确定广义系统简介
• 2.1 引言
• 2.2 不确定因素的来源与系统的分类
• 2.3 不确定广义系统的若干特征
• 2.4 小结
• 第3章 不确定广义系统的鲁棒容错控制
• 3.1 引言
• 3.2 不确定广义系统的鲁棒容错控制
• 3.2.1 问题描述
• 3.2.2 主要结果
• 3.2.3 数值算例
• ∞容错控制'>3.3 不确定广义系统的鲁棒H_∞容错控制
• 3.3.1 问题描述
• 3.3.2 主要结果
• 3.4 小结
• 第4章 一类不确定非线性广义系统的鲁棒容错控制
• 4.1 引言
• 4.2 问题描述
• 4.3 主要结果
• 4.4 数值算例
• 4.5 小结
• 第5章 不确定广义系统的满意容错控制
• 5.1 引言
• 5.2 问题描述
• 5.3 主要结果
• 5.4 数值算例
• 5.5 小结
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 致谢