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非线性系统的容错保性能控制研究

牛艳荣  
【摘要】:系统的容错保性能控制问题,自被提出以来,一直广受中外学者们的关注,具有良好的应用前景。随着科学技术不断的向前飞速发展,工业进程日趋大型化和复杂化,及大规模高水平的综合自动化系统的出现,对系统控制的要求越来越高。面对新型设施的出现和发展,传统的控制理论和控制方法逐渐显示出某些局限性,许多新颖的,前沿的控制方法被提出并且广泛应用,如鲁棒H∞。容错控制,模糊自适应容错控制等。设计出切实能保障现代化复杂系统的可靠性与安全性,对我们的现代化发展具有十分重要的意义。 任何系统都不可避免的会遭受来自执行器故障、传感器故障和系统本身的故障影响。因此,当故障发生时,如何使一个控制系统保持稳定并能达到可接受的性能指标已成为控制领域中的研究重点和热点问题之一。 本文针对非线性系统的容错保性能控制器设计研究问题展开研究,其主要工作可概括为如下几个方面: 1)针对发生传感器故障的T-S模糊时滞系统,研究其容错保性能控制问题。目标是设计一个控制器,使T-S模糊时滞系统在发生传感器故障后既能够保持系统的稳定性,又能够满足我们给定的性能指标。采用LMI方法,运用李亚普诺夫稳定性理论,给出来容错保性能控制器存在的充分条件并设计出控制器。 2)针对带有时滞的非线性奇异系统,研究其容错保性能控制问题。采用李亚普诺夫稳定性理论,得出该类系统在出现执行器故障时保证系统完整稳定性的充分条件,设计一个能够达到系统发生故障时的维持稳定性和满足我们既定的性能指标的双重目标的控制器。 3)为解决随机系统的鲁棒容错保性能控制问题,设计一个状态反馈控制器,解决其在发生故障情况下的稳定性问题,保证随机系统的正常运行。该设计方法利用了稳定性性质和线性矩阵不等式方法,能够确保控制器达到我们预定的控制要求。


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