不确定线性时滞离散系统的鲁棒容错控制

针对含有传感器失效故障的一类不确定线性时滞离散系统,研究了状态反馈鲁棒容错控制问题,其中参数的不确定性是范数有界的。基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,设计了一种带有时滞项的状态反馈控制器,使得闭环系统在所有可能的传感器失效故障情况下均是渐近稳定的,给出了该系统对传感器失效具有鲁棒容错能力的一个LMI充分条件,并利用MATLAB的LMI工具箱求解各控制器参数,数值算例和仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

离散多时滞系统多故障模式下的H_∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性离散时间系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法（LMI）,分别采用无时滞记忆和有时滞记忆的状态反馈控制律,研究了执行器和传感器同时发生故障的情况下,离散多时滞系统的H∞容错控制问题。首先给出了系统没有干扰输入时存在无时滞记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;并将结论推广到设计有时滞记忆的状态反馈容错控制器的情况。最后,仿真结果证明了所得H∞容错控制器设计方法的正确性和有效性。     

线性时滞不确定连续系统的鲁棒容错控制研究

以线性不确定时滞系统为模型,应用李雅普诺夫稳定性理论和LMI工具箱,采用状态反馈控制器设计连续系统的容错控制器,研究了线性不确定时滞连续系统的状态反馈鲁棒稳定问题.给出了系统在执行器失效情况下渐近稳定的充分条件及相应的状态反馈鲁棒容错控制器的设计方法,仿真结果验证了该方法的可靠性和有效性.     

参数不确定广义系统鲁棒H∞容错控制器的设计

研究了一类不确定广义系统基于状态反馈针对执行器发生故障的鲁棒H∞容错控制问题；运用线性矩阵不等式(LMI)给出了鲁棒H∞容错控制器存在的充分条件；通过假设失效的执行器的输出信号是任意的能量有界干扰信号，将不确定广义系统的鲁棒H∞容错控制问题化为H。控制问题，给出了该问题可解性的充分奈件。鲁棒H∞容错控制器可以通过解相应的线性矩阵不等式(LMI)给出，因而具有数值易解性。最后，所给的设计例子说明了方法的有效性。     

降维观测器状态反馈系统的鲁棒容错控制

对具有不确定参数的连续控制系统，针对传感器失效，研究了鲁棒容错控制器的设计问题．由于系统往往状态不可直接获得，本文给出了当系统采用Luenberger降雏观测器实现状态反馈时，既保证闭环系统鲁棒稳定，又保证系统具有完整性的鲁棒容错控制器的设计方法。数值算例表明了文中提出的控制器设计方法的有效性。     

不确定中立型时滞系统的鲁棒控制--LMI方法

研究一类不确定中立型时滞系统的状态反馈鲁棒控制问题。系统包含状态时滞和参数不确定性。主要目的是利用Lyapunov稳定性方法及LMI方法设计线性无记忆状态反馈控制器,使得对于任意容许的不确定性,相应的闭环系统渐近稳定。控制器的设计依赖于一个LMI解的存在性,计算简单,易于实现。最后给出一个数值例子验证了本文结果的有效性。     

带非线性参数摄动不确定系统的鲁棒(D)稳定和鲁棒镇定

为了研究带二次不确定参数线性系统的鲁棒够稳定和鲁棒镇定问题,考虑了D域为复平面左半平面的圆盘域,并采用线性矩阵不等式（LMI）方法,证明该系统鲁棒D稳定的充分条件等价于一个线性矩阵不等式的可解性问题,利用该LMI的可行解可求得了系统鲁棒镇定状态反馈控制器。通过实例说明了该方法的有效性。     

基于灰色动态预测的风力发电系统容错控制策略研究

提出了一种新型的风力发电系统的主动容错控制策略。引入灰色动态预测模型,对传感器故障进行预测。基于风力发电系统模糊模型,设计容错控制器,利用邻近两状态反馈回路补偿失效回路的系统重构方法,重新确定系统反馈控制律。仿真结果表明在额定风速以下,传感器发生故障时系统的功率系数和叶尖速比均能保持在最优值,从而实现额定风速以下的最大风能捕获。     

传感器故障系统基于区域极点配置的容错控制设计

针对一类可能出现传感器故障的不确定系统，分别采用状态反馈控制和静态输出反馈控制，提出了基于LMI条件的鲁棒D稳定化容错控制方法。该方法不仅使得系统在传感器发生故障时仍具有完整性，而且还使得闭环系统对于允许的参数不确定性在指定圆盘区域内具有鲁棒稳定性。数值算例和仿真结果表明该方法简单有效。     

传感器增益故障下鲁棒可靠控制

针对电力系统中传感器发生增益故障情况下,一类参数不确定离散时滞系统的静态输出反馈保成本可靠控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足广义匹配条件。根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了含有时滞记忆和无时滞静态输出反馈保成本鲁棒可靠控制律的存在条件。通过求解一组线性矩阵不等式,可以得到使得闭环保成本上界最小的鲁棒可靠控制器。最后通过电力系统仿真示例说明所提出方法的正确性。     

非线性网络化控制系统鲁棒容错控制

针对具有马尔可夫特性时延的网络化控制系统,基于时延准T-S模型,考虑系统参数不确定性的影响,采用状态反馈控制律,通过构造离散Lyapunov泛函,推证出了确保网络化控制系统在传感器发生失效故障时具有鲁棒完整性的充分条件,并以求解LMIs给出容错控制器的设计方法。最后通过仿真验证了文中所述方法的可行性和有效性。     

微机保护传感器故障的一种容错控制方法

提高微机保护装置的可靠性对电力系统本身和用户都具有重要的意义。采用容错控制技术,设计了一个基于故障检测与诊断的容错控制系统,将基于联邦卡尔曼滤波器的故障检测与诊断系统和智能容错控制器相结合,实现针对微机保护传感器故障的容错。联邦卡尔曼滤波器采用基于状态χ2的检验法对各传感器的状态进行监测。当传感器出现故障时,容错控制器根据检测到的故障类型,采用不同的控制策略进行信号重构,利用重构后的信号代替故障传感器的测量值,输入给保护部分,从而使系统在传感器发生故障时仍能保持稳定。     

微机保护传感器故障的一种容错控制方法

提高微机保护装置的可靠性对电力系统本身和用户都具有重要的意义.采用容错控制技术,设计了一个基于故障检测与诊断的容错控制系统,将基于联邦卡尔曼滤波器的故障检测与诊断系统和智能容错控制器相结合,实现针对微机保护传感器故障的容错.联邦卡尔曼滤波器采用基于状态x2的检验法对各传感器的状态进行监测.当传感器出现故障时,容错控制器根据检测到的故障类型,采用不同的控制策略进行信号重构,利用重构后的信号代替故障传感器的测量值,输入给保护部分,从而使系统在传感器发生故障时仍能保持稳定.     

时滞不确定奇异系统的鲁棒H∞控制

针对带时滞的奇异系统,研究基于状态反馈的鲁棒H∞问题,系统的状态矩阵、状态滞后矩阵和输入矩阵均含有范数有界不确定项。采用Lyapunov泛函方法,给出了带时滞的不确定奇异系统鲁棒渐近稳定且具有H∞范数界γ充分条件;利用含等式约束的线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了此类系统控制存在状态反馈的充分条件,该条件等价于严格线性矩阵不等式可解性问题,利用严格LMI的可行解,得到控制器矩阵的参数化表示。该鲁棒控制器的渐进稳定性条件宽松,克服了时滞奇异系统稳定性问题条件中的等式约束,控制器求解算法可行、高效,并通过一个数值实例说明了该方法的有效性。     

风能转换系统随机建模与H_∞容错控制

针对带有传感器、执行器故障的风能转换系统(WECS)的建模与容错控制问题,提出了基于随机分段仿射(PWA)模型的建模方法和H∞容错控制方法。建立了风电机组多工作区域的随机PWA正常模型;针对WECS的桨距角传感器故障、功率测量传感器故障、桨距角执行器故障、电机电磁转矩执行器故障,建立风能转换系统的随机PWA故障模型;基于WECS系统的正常和故障的随机PWA模型,利用非线性耗散系统的稳定性理论与H∞鲁棒控制方法,提出并证明了WECS系统的H∞容错控制器存在性定理,给出控制器求解方法。仿真结果表明本文所提出的基于随机PWA模型的风能转换系统的H∞容错控制方法对于存在的传感器、执行器增益故障具有较好的容错控制性能。     

线性定常连续系统的容错控制研究

研究了线性定常连续系统的鲁棒容错控制问题。利用线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了系统在执行器失效情况下系统渐进稳定的充分条件以及含执行器故障的线性定常系统的设计方法,仿真研究验证了方法的可靠性和有效性。     

基于高频注入的永磁同步电机零低速下位置传感器失效故障容错控制

为提高电动汽车等领域永磁驱动电机系统的可靠性,该文对电动汽车领域永磁同步电机位置传感器失效故障下容错控制技术进行研究。针对传统基于旋转高频注入的位置传感器失效故障容错控制策略在信号解调过程中由于多重滤波器的引入所带来滞后效应叠加、参数整定困难和动态性能受限等固有难题,提出利用二阶广义积分器来代替传统信号解调过程中所运用的带通滤波器和高通滤波器,并根据估计的转速信息来自适应地改变二阶广义积分器的中心频率,有效提高了转子位置的辨识精度和位置失效故障容错系统的动态性能,为电动汽车永磁驱动电机系统领域位置传感器失效下提供了一种行之有效的容错控制方法。通过理论分析与实验结果,验证所提容错方法的正确性和有效性。     

基于坐标变换的永磁同步电机电流传感器容错控制

研究了在永磁同步电机矢量控制系统之下,电流传感器的故障诊断及容错控制。针对目前双电流传感器的矢量控制系统中可能出现的软故障,提出一种基于定子坐标变换的故障诊断及容错方法,通过控制器输出的电流值与实际反馈的电流值相比较,来判断故障类型并选择相应的容错方案。仿真结果表明:该方法能准确判断出一相或两相电流传感器故障,并选择相应的实际电流计算值来完成电流闭环控制,具有较高的可行性。     

磁悬浮列车悬浮系统容错控制的研究

磁浮列车的悬浮系统是具有多传感器、多控制器的复杂非线性系统,其运行环境十分复杂。一旦发生故障或失效就有可能造成人员伤亡或财产损失。本文以磁浮列车悬浮系统为研究对象,设计满足要求的容错控制器,以改善系统的性能。采用基于线性矩阵不等式处理方法,利用李亚普诺夫稳定性理论等原理,对悬浮系统的容错控制问题进行了研究。     

永磁同步电机在一相断路故障下的容错控制

针对电机在一相故障下电流缺相引起的转速波动问题,依据准比例谐振能实现对交流信号无误差跟踪的原理,采用重新设计矢量控制电流环的方法减小电流的波动.为了研究设计的控制器在无感下的控制效果,在传统滑模无感控制的基础上,采用准比例谐振和滑模观测器相结合的改进无传感器控制方法.两种控制方法相结合组成了新的复合容错控制方案.通过绘制准比例谐振的伯德图,确定了准比例谐振参数的选取原则.搭建了电机硬件平台,对提出的复合容错控制方法进行了实验验证,实验结果表明:复合容错控制方法在电机一相故障情况下依然能准确地估算出电机转速,抑制电机转速的波动,在不改变控制器各个参数的同时,能兼容电机故障与正常状态,具有较强的容错控制性能.