收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

具有执行器/控制器故障的时滞系统稳定性与反馈控制

王立敏  
【摘要】: 在工业生产过程中,时滞现象普遍存在.不仅如此,控制系统在运行过程中,内部元件如控制器、执行器发生失效不可避免,这些都将导致系统性能下降甚至不稳,同时使得控制系统的分析和综合变得更加复杂,给控制系统的研究带来了新的挑战. 不同于原有的可靠控制设计方案,本文引进了切换策略,利用切换系统的理论框架研究了具有执行器或控制器故障的时滞系统的稳定性及反馈控制问题.因连续动态、离散动态与时滞的相互作用和影响,使得这类系统的动态行为变得十分复杂,系统的运行机制远未清楚,大量问题亟待解决.本文通过构造分段Lyapunov-Krasovskii泛函,基于平均驻留时间技术、多Lyapunov函数的方法,采用积分不等式、自由加权矩阵、广义系统模型变换并结合Moon不等式等方法,研究因执行器或控制器故障导致的切换时滞系统的稳定性及控制器设计的一些问题,主要工作包括: 针对多时变时滞不确定系统的状态反馈控制器彻底失效情况,通过将系统模型转化为包含稳定子系统和不稳定子系统的切换时滞系统模型,将切换时滞系统的激活时间划分为稳定子系统的激活时间和不稳定子系统的激活时间,采用平均驻留时间的方法并结合积分不等式,构造分段Lyapunov-Krasovskii泛函,证明了当切换时滞系统的平均驻留时间以及稳定子系统与不稳定子系统的激活时间之比不小于某一常数时,所设计的切换机制可以保证切换时滞系统是鲁棒指数稳定.本文还进一步推广到含有非线性扰动的情形. 针对单时变时滞不确定系统的状态反馈控制器彻底失效情况,分别讨论了具有非线性干扰的不确定时滞系统、不确定区间时变时滞系统的状态反馈控制器的可解问题.首先针对具有非线性干扰的不确定时滞系统,利用所建立的鲁棒指数稳定的充分条件,通过采用矩阵变换,引进新的矩阵变量,获得了控制器可解的充分条件.类似地,针对不确定区间时变时滞系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,结合积分不等式,得到了具有区间时变时滞的鲁棒指数稳定充分条件,进而给出控制器具体设计方案.最后通过数值例子验证了所提出方法的有效性. 针对时变时滞不确定系统的执行器部分失效情况,分别讨论了包含稳定子系统和不稳定子系统的切换时滞系统的稳定性问题以及子系统均稳定的切换时滞系统的输出反馈控制器的设计问题.首先针对稳定与不稳定子系统共存的切换时滞系统,利用平均驻留时间技术及稳定与不稳定子系统的激活时间之比,给出时滞系统在某一合适时滞上界是鲁棒指数稳定的充分条件.特别地,通过求解LMIs,得到了保证时滞系统指数稳定所允许的时滞上界.针对子系统均稳定的切换时滞系统,利用广义系统模型变换并结合Moon不等式方法,通过锥补线性化算法,给出了确保所考虑系统鲁棒指数稳定的混杂动态输出反馈控制器设计方案. 针对区间时变时滞线性系统的执行器部分失效情况,通过将系统模型转化为区间时变时滞切换系统,基于平均驻留时间技术,采用自由加权矩阵方法,得到时滞相关且依赖时滞区间的指数稳定及镇定的充分条件,从而解决了具有执行器失效故障的区间时变时滞系统指数稳定的混杂状态反馈控制器的设计问题.由于充分考虑了时滞下界的信息,所得结果具有更小的保守性.仿真例子表明所提出的方法确实有效. 针对区间时变时滞不确定中立时滞系统的执行器部分失效情况,通过将系统模型转化为区间时变时滞不确定切换中立时滞系统,利用平均驻留时间技术及结合积分不等式,设计混杂状态反馈控制器并以LMIs形式给出闭环系统鲁棒指数稳定的充分条件.特别地,又得到了切换时滞系统的鲁棒指数镇定充分条件. 针对执行器卡死故障,研究基于观测器的不确定时滞系统自适应控制问题.将系统模型转化成切换时滞系统,利用多Lyapunov函数方法,基于分段Lyapunov稳定性理论,设计了自适应控制器使得闭环系统渐近稳定并给出了系统渐近稳定的时滞无关充分条件.


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 卢建宁;赵光宙;;基于LMI的离散时滞切换系统反馈镇定[J];浙江大学学报(工学版);2006年06期
2 张颖;段广仁;;不确定离散切换系统具有极点约束的保性能控制[J];控制与决策;2007年11期
3 董学平;聂婧;吴妍;;一类分布参数切换系统的状态反馈控制研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年11期
4 董学平;吴妍;;具有Neumann边界的分布参数切换系统反馈镇定[J];信息与控制;2011年01期
5 董学平;王执铨;;一类不确定切换系统的鲁棒可靠控制[J];应用科学学报;2008年02期
6 顾则全;刘贺平;廖福成;;一类线性切换广义系统的保性能控制[J];控制工程;2010年01期
7 董学平;温锐;刘红亮;;一类时滞分布参数切换系统的反馈镇定[J];应用科学学报;2011年01期
8 林安辉;罗正选;;基于MATLAB不确定线性时滞切换系统的鲁棒性能分析[J];计算机与数字工程;2007年04期
9 卢建宁;赵光宙;;多时滞离散切换系统反馈镇定[J];电路与系统学报;2007年06期
10 都海波;林相泽;李世华;;一类含有输入时滞的不确定切换系统的鲁棒指数镇定[J];控制与决策;2009年09期
11 卢建宁;赵光宙;;基于LMI的时滞切换系统的稳定性分析[J];江南大学学报(自然科学版);2006年02期
12 张颖;付艳明;段广仁;;不确定离散切换系统鲁棒保性能控制器设计[J];哈尔滨工业大学学报;2006年05期
13 丛屾;费树岷;费吉庆;;时滞切换系统动态反馈H_∞控制[J];控制理论与应用;2007年01期
14 丛屾;费树岷;李涛;;时滞切换系统的时滞相关性稳定判据[J];控制与决策;2007年09期
15 林安辉;张霄力;;一类带有中立型时滞的线性切换系统的鲁棒镇定[J];福州大学学报(自然科学版);2008年S1期
16 方志明;向峥嵘;陈庆伟;;一类参数不确定切换Lurie系统鲁棒稳定性分析[J];南京理工大学学报(自然科学版);2009年02期
17 张金华;姜建妹;杨月全;蔡宁;张天平;;不确定离散切换系统的状态反馈鲁棒控制[J];系统工程与电子技术;2010年02期
18 李纹;包俊东;;不确定时变时滞切换系统的鲁棒H_∞控制[J];高师理科学刊;2010年02期
19 张颖,段广仁;时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定[J];山东大学学报(工学版);2005年03期
20 马国梁;陈庆伟;胡维礼;;基于公共Lyapunov函数的一类切换系统H_∞鲁棒控制[J];系统工程与电子技术;2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗正选;张霄力;;线性时滞切换系统的稳定性[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
2 张颖;段广仁;;时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
3 张颖;段广仁;;含有时滞的离散切换系统保性能观测器[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
4 张颖;段广仁;付艳明;;含时变时滞的切换系统保性能控制器设计[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
5 马国梁;陈庆伟;胡维礼;;一类不确定离散时间切换系统的鲁棒H_∞控制[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
6 陈松林;姚郁;;一类离散时间线性切换系统的保性能控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
7 张苏;贾新春;池小波;;基于网络的鲁棒滤波:平均驻留时间方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
8 孙长银;李德权;李训铭;;基于LMI的不确定模糊Delta算子系统的鲁棒镇定[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
9 向昌成;熊良林;钟守铭;;具有容错控制的不确定时滞切换系统的鲁棒稳定性分析[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
10 刘进;禹梅;谭文;柴仲明;;通讯受限多子系统的控制器设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王立敏;具有执行器/控制器故障的时滞系统稳定性与反馈控制[D];大连理工大学;2009年
2 胡柯;切换系统稳定性及时滞相关问题研究[D];上海交通大学;2008年
3 张榆平;切换中立型系统稳定性分析与设计的若干问题研究[D];电子科技大学;2007年
4 张彦虎;线性凸多面体不确定离散系统的分析与综合[D];浙江大学;2006年
5 赵旭东;非受限及Markov随机型线性切换系统的分析与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 赵旭东;非受限及Markov随机型线性切换系统的分析与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 史书慧;若干类切换系统的稳定性分析与设计[D];东北大学;2010年
8 闻继伟;随机切换系统的模型预测控制研究[D];江南大学;2011年
9 袁帅;时滞切换系统H_∞故障估计问题研究[D];山东大学;2011年
10 张丹;复杂切换系统分析及其在网络化系统中的应用研究[D];浙江工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高凤银;一类混杂系统—切换系统的定性,稳定性分析[D];电子科技大学;2008年
2 卜维春;一类具有扰动的中立型系统的稳定性研究[D];电子科技大学;2009年
3 杜董生;一类离散切换系统的鲁棒ι_2-ι_∞控制[D];曲阜师范大学;2006年
4 夏沛霖;一类离散时滞系统的容错控制器设计[D];大连理工大学;2009年
5 刘亚玲;几类时滞切换系统的鲁棒控制[D];杭州电子科技大学;2011年
6 樊友高;饱和切换系统的分析与综合[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 隋汝菊;时滞切换系统的可靠性控制[D];曲阜师范大学;2011年
8 郑海宁;两类时滞切换系统的鲁棒控制问题研究[D];曲阜师范大学;2011年
9 丁修勇;切换时滞系统的稳定性研究[D];电子科技大学;2009年
10 李理;基于切换的一类网络控制系统[D];厦门大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张雪松;内蒙局一〇四队发明电机自动化切换系统[N];中煤地质报;2010年
2 ;曙光大规模KVM切换系统技术漫谈之一[N];计算机世界;2003年
3 曙光研发部KVM项目组:沙超群;曙光大规模KVM切换系统技术漫谈之三[N];计算机世界;2003年
4 曙光研发部KVM项目组 李连波;曙光大规模KVM切换系统技术漫谈之四[N];计算机世界;2003年
5 为杰;网络安全与系统稳定性保障的解决方案[N];网络世界;2000年
6 ;惠普 Evo D510商用电脑[N];中国计算机报;2002年
7 胡斌;超市发切换系统 大商、物美再起纠纷[N];中国商报;2004年
8 李京;同方超强1500L多网卡提高系统稳定性和可管理性[N];中国计算机报;2002年
9 ;联想QDI主板构建“X”帝国[N];电脑商报;2003年
10 ;让AthlonXP 1700+飞起来[N];电脑报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978