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参数不确定时滞系统的鲁棒H_∞容错控制研究

杜小明  
【摘要】:参数不确定系统的鲁棒容错控制问题,具有广泛的应用前景,受到人们普遍的关注。随着科学技术的飞速发展,人们对产品的要求,不仅仅局限于高速、高性能,更注重其安全性和可靠性。然而,在那些复杂的、多因素未知参数影响的及容易出现系统故障的非线性复杂系统中,传统的控制理论和控制方法越来越显示出局限性。鲁棒H∞容错控制作为现代控制的重要手段得到广泛的应用。关于参数不确定系统的鲁棒H∞容错控制研究,是一个具有理论和实际价值的课题。 1986年9月美国国家科学基金会和美国电子与控制系统学会、电器工程师学会共同在美国加州Santa Clara大学提出了容错控制的概念。指出容错控制系统是更具一般的控制系统,它不但要使所研究的系统具有鲁棒容错控制性能,还要使得系统能够适应环境显著的变化。鲁棒容错控制研究的思想是:每一个控制系统都不可避免得会发生未知的故障,当系统出现未知的故障时,如何来维持系统的稳定性及正常运行。本文研究了存在执行器或者传感器故障的鲁棒H∞容错控制问题,主要内容可以概括为以下几个方面: 1)针对一类具有参数不确定时滞非线性系统,基于T-S模糊模型,采用李亚普诺夫稳定性理论,得出所研究系统保持渐进稳定的充分条件及鲁棒容错控制器的设计方法。数值仿真说明所用方法的可行性和有效性。 2)针对一类参数不确定时滞非线性奇异系统的鲁棒H∞容错控制问题,采用李亚普诺夫稳定性理论,得出该系统在出现执行器故障时保证系统完整性的充分条件,并且给出依赖于LMI的容错控制器设计方法。 3)针对一类参数不确定网络化控制系统的鲁棒H∞容错控制问题,基于T-S模糊模型,研究了系统在出现执行器和传感器故障时的完整性设计问题,给出依赖于LMI鲁棒H∞容错控制器的设计方法,同时考虑了系统的H∞性能指标。 4)针对一类具有分布时滞的参数不确定随机系统的鲁棒容错控制问题,应用李亚普诺夫函数,得到了依赖于LMI使系统渐进稳定的充分条件,同时给出鲁棒容错控制器的设计方法。 本文最后,在总结现有研究成果的基础上,提出了一些值得我们进一步思索和探究的问题。


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