两类带有执行器故障的T-S模糊系统的容错控制
【摘要】：容错控制是控制理论界及实际工程应用中备受关注的重要问题之一.所谓容错控制是指在系统组件发生故障情况下,仍能保证系统正常运行且达到预期的控制效果.由于执行器在实际控制系统中很容易发生故障,因此带有执行器故障的容错控制系统的研究是一个非常有意义的热门研究课题.另一方面,在各类工业系统中的许多被控对象都具有非线性特性,而Takagi-Sugeno(T-S)模糊系统是非线性系统的一个万能逼近器,在一个凸紧集内,它能以任意精度逼近任何非线性函数.因此,基于T-S模糊模型表示的非线性系统的带有执行器故障的容错控制是一个重要的研究课题,具有显著的的理论意义和工程价值.
本文的主要研究工作如下：
第一章,介绍了容错控制的基本概念,对容错控制理论的发展过程做了一个较详细的综述,并阐述了本文选题的理论和实际意义,以及国内外的研究现状.
第二章,考虑了带有执行器故障的T-S模糊系统的容错控制问题.通过故障分割法将系统建模为包含两个子系统的切换系统.基于Lyapunov稳定性理论、平均驻留时间方法和凸优化技术得到了系统指数稳定的充分条件,且以线性矩阵不等式的形式给出容错控制器的设计方法.最后通过数值例子说明了该方法的有效性.
第三章,针对一类带有执行器故障和状态时滞的离散时间T-S系统,研究了容错控制器的设计问题.假设执行器故障等级的变化不能被立即检测到,提出了基于故障等级的异步切换模糊控制器.根据Lyapunov稳定性理论和自由权重技术得到了系统指数稳定的故障分割依赖的稳定性判据,以线性矩阵不等式的形式给出容错控制器的设计方法,最后通过数值例子说明了所给方法的有效性.
第四章,对全文的研究工作做了总结,并对后续研究提出一些展望.
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