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相似文献
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1.
本文设计了主动H∞容错控制器及其在线优化选择的多种容错控制策略,并且构造了"离线设计在线选择"容错控制模式下故障模式与容错控制器的多对多映射关系.首先,提出了针对给定故障模型的H∞容错控制器设计方法,离线设计了可恢复故障模式的容错控制器;其次,根据不同的需求,设计了3种方法缩小故障模式与容错控制器的所有可容错映射关系;然后,提出了4种主动容错控制器在线优化选择策略来满足不同的优化需求,提高容错控制性能;最后,仿真验证了所提出的主动H∞容错控制器及在线优化选择策略的有效性.  相似文献   

2.
一类线性不确定系统的主动容错H∞控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了一类线性不确定系统的主动容错控制问题。采用广义内模结构的主动容错控制系统,针对可能发生的故障模式,建立了反映故障动态行为的参考模型,应用基于观测器的故障估计器在线估计故障,并将故障估计信息用于故障补偿,将主动容错控制归结为两目标H∞优化问题,推导并证明了问题可解的充分条件,得到了H∞控制器与故障估计器集成设计的迭代线性矩阵不等式方法。仿真算例验证了算法的有效性。  相似文献   

3.
鲁棒容错H_∞控制系统设计   总被引:3,自引:0,他引:3  
研究了不确定线性系统的鲁棒容错H∞ 控制问题 ,针对传感器失效故障 ,提出一种对传感器失效具有完整性、对参数不确定性具有鲁棒性且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错控制器设计方法 ,并讨论了执行器失效的情况  相似文献   

4.
不确定系统鲁棒容错H_∞控制的LMI设计方法   总被引:2,自引:1,他引:1  
针对不确定线性系统.研究了执行器失效情况下鲁棒容错H∞控制问题.基于连续增益故障模式.利用线性矩阵不等式LMI推导了系统H∞指标约束下鲁棒容错镇定的充要条件.分别给出了输出反馈和状态反馈H∞控制器的设计方法.通过引入变量代换.将求解输出反馈H∞指标约束的鲁棒容错控制器的可解条件转化为标准的LMI.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H∞性能指标.仿真实例验证了所提出设计方法的有效性.  相似文献   

5.
针对状态和控制输入同时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),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了执行器故障情况下,离散多时滞系统的H∞容错控制问题.在采用连续执行器故障模型条件下,给出了系统没有干扰输入时存在无时滞记忆的状态反馈容错控制器的充分条件;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的状态反馈H∞容错控制器的充分条件,并将结论推广到离散故障模型的情况.仿真结果证明了所提H∞容错控制器设计方法的正确性和有效性.  相似文献   

6.
针对具有参数摄动和状态时延的时滞不确定飞行系统,提出了一种神经网络非脆弱H∞控制方案。该方案将鲁棒H∞控制和神经网络控制结合起来,利用径向基神经网络的非线性逼近能力,对飞行系统的非线性不确定项进行逼近。由线性矩阵不等式(LMI)设计系统标称部分的鲁棒控制器,然后利用神经网络的输出来消除系统控制输入中的不确定部分。Lyapunov稳定性分析中,综合考虑了系统参数摄动、时延和神经网络逼近误差的影响,并证明了在所设计的飞行控制器作用下,闭环系统的稳定性。仿真实例验证了提出的飞行控制方案的可行性和有效性。  相似文献   

7.
龚新平  罗跃生 《控制工程》2012,19(4):626-629,643
针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无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,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.  相似文献   

8.
针对一类不确定非线性多输入时变系统,提出了一种新的鲁棒H∞控制方案.通过引入2个自适应神经网络逼近器,提出了一个简化的Hamilton—Jaeobi—like不等式,并据此设计了非线性H∞控制器和匹配不确定项补偿控制器,消除了输入摄动项和估计器最优逼近误差的有界性假设.机器人系统的鲁棒跟踪控制仿真算例证实了所提出控制方案的有效性.  相似文献   

9.
针对一类具有外部扰动输入的不确定奇异周期系统,研究了该类系统的鲁棒容错H∞控制的问题,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件。利用线性矩阵不等式(LMI)和李雅普诺夫不等式的分析方法提出了不确定奇异周期系统的鲁棒二次稳定和鲁棒二次可镇定且具有H∞性能指标的概念,得到了该类系统鲁棒容错H∞控制的充分和必要条件,并给出了系统状态反馈鲁棒容错H∞控制器的设计方法,所设计的H∞控制器既保证了闭环系统对故障发生时的鲁棒性,又能保证系统满足一定的H∞性能γ。研究成果是不确定奇异定常系统鲁棒容错H∞控制结论向不确定奇异周期系统的推广,因而具有较大的理论意义。最后,文章给出的数值算例证明了结论的有效性。  相似文献   

10.
提出一种基于特征结构配置和H∞滤波器的H∞鲁棒控制器设计方法,首先根据系统时域动态性能要求,采用特征结构配置方法设计出合适的状态反馈增益,然后设计H∞滤波器并进行状态估计;最后加入适当的权函数构成广义对象,并将其构造成反馈形式联接的标准的H∞鲁棒控制器设计问题,该方法不仅可实现系统时域动态响应特性,而且能保证系统的频域性能指标及鲁棒稳定性,通过对悬臂梁振动控制的数值仿真,进一步验证了该方法的有效性。  相似文献   

11.
针对具有一般不确定转移速率的单边Lipschitz Markovian跳变系统,设计了有限时间故障估计观测器和容错控制器.首先,提出一种自适应的有限时间故障估计观测器,它对未知输入具有鲁棒性,能够同时估计出系统的状态、执行器故障和传感器故障,并确保了误差系统的H_∞有限时间有界.然后,基于所估计的状态和执行器故障,提出一种有限时间故障容错控制方法确保闭环系统H_∞有限时间有界.通过线性矩阵不等式的形式,给出了所设计的有限时间观测器和控制器存在的充分条件.最后,通过一个仿真实例,验证了所提方法的有效性.  相似文献   

12.
针对四旋翼无人机系统执行器故障问题,为改善飞行控制系统性能,提出一种时延模糊自抗扰容错控制。首先,根据四旋翼无人机系统非线性数学模型和执行器故障模型,选择模糊自抗扰控制器作为基准控制器,在未发生执行器故障的情况下,使飞行控制系统保持稳定;其次,在发生执行器故障的情况下,利用时延控制技术估计故障信息,并与模糊自抗扰控制相结合,实现容错控制;最后,对所研究的容错控制算法进行数值仿真分析,仿真结果表明:把时延控制与模糊自抗扰控制相结合,能有效调节执行器故障,使飞行控制系统对故障产生的干扰具有良好的鲁棒性。  相似文献   

13.
In this paper, a fault estimation and fault-tolerant control problem for a class of T-S fuzzy stochastic time-delay systems with actuator and sensor faults is investigated. A novel sliding mode observer is proposed, which can simultaneously estimate the system states, actuator and sensor faults with good accuracy. Based on the state and actuator fault estimation, a new sliding mode control scheme is developed, which can effectively eliminate the influence of actuator fault. Sufficient conditions for the existence of the proposed observer and fault-tolerant sliding mode controller are provided in terms of linear matrix inequality, and moreover, the reachability of the sliding mode surface can be guaranteed under the proposed control scheme. The propose sliding mode observer and fault-tolerant sliding mode controller can overcome the restrictive assumption that the input matrix of all local modes is the same. Finally, a numerical example is provided to verify the effectiveness of the proposed sliding mode observer and fault-tolerant sliding mode control technique.  相似文献   

14.
参数不确定性时滞系统的鲁棒H∞容错控制器设计   总被引:6,自引:1,他引:5  
研究了一类同时具有参数不确定性、外界干扰和时滞的线性系统执行器失效的问题,给出了该系统一种鲁棒H∞容错控制器的失效执行器的输出信号是任意能量有界的干扰信号,不确定线性时滞系统的容错控制问题转化成了鲁棒H∞控制问题,控制器可以通过解修正的代数黎卡提方程得到,而且控制器与时滞常数无关,设计例子证明了所给方法的有效性。  相似文献   

15.
针对同时存在时变时延、丢包和信息量化的参数线性不确定网络化控制系统,在执行器失效故障和外界有限能量扰动共存的情形下,基于状态多时延模型,通过构造时滞且量化误差依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了使不确定网络化控制系统具有鲁棒H∞完整性的判决准则和控制器的设计方法。还进一步讨论了故障网络化控制系统稳定运行的最大允许时延和最大允许量化误差,并以此为依据对H∞性能指标进行了优化,给出了鲁棒H∞最优容错控制器设计方法。由于模型中考虑了时延下界,证明过程引入适当自由权矩阵变量且未进行模型转换,使得其结果具有较少保守性。仿真结果验证了该方法的有效性。  相似文献   

16.
This paper presents a linear matrix inequality (LMI) approach to solve the fault-tolerant control (FTC) problem of actuator faults. The range of actuator faults is considered as a parameter region and subdivided into several subregions to achieve a certain desired performance specification. Based on the integral quadratic constraint (IQC) approach, a passive fault-tolerant controller for the whole fault region and multiple fault-tolerant controllers for each fault subregion are designed for guaranteeing stability and improving performance of the FTC system, respectively. According to the estimation of parameters by FDI process, the corresponding subregion controller is chosen for the stability and optimal performance of closed-loop systems when the fault occurs. The case of incorrect estimation is also considered by comparing the performance index between the switched controller and the passive fault-tolerant controller. The proposed design technique is finally evaluated in the light of a simulation example.  相似文献   

17.
Quantized H_∞ fault-tolerant control for networked control systems (NCSs) with partial actuator fault with respect to actuators is concerned in this paper. Considering transmission delay, packet dropout and quantization, a synthesis model with partial actuator fault is established. The piecewise constant controller is adopted to model NCS with the transmission delay and packet dropout. Due to data transmitted in practical NCSs should be quantized before they are sent to the next network node, the logarithmic static and time-invariant quantizers at the sensor and controller sides are proposed in the paper. For the established model, an appropriate type of Lyapunov functions is provided to investigate the delay-dependent H_∞ control problem. According to an optimal problem, the controller that makes the system achieve the best performance is designed. Finally, an illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.  相似文献   

18.
针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭代学习观测器设计基础上引入上一时刻状态估计误差信息,文章提出一种改进型学习估计算法.进一步,基于滑模控制和指定时间稳定理论,利用学习观测器的故障估计信息设计指定时间主动容错控制器.与现有的航天器主动容错控制方案相比,本文所提出的算法的优势在于可以使故障系统的姿态能在指定时间跟踪上指令信号.基于Lyapunov方法,本文从理论上证明了改进型学习观测器和姿态容错控制系统的稳定性.最后,通过数值仿真,说明了所提容错控制方案的有效性和可行性.  相似文献   

19.
针对建模为切换多胞模型的飞行器动力学系统执行机构失效情况下的控制问题,提出一种自适应补偿控制方案。首先针对存在不确定的飞行器大包线切换多胞系统设计一种自适应增益调度控制器,以保证全包线稳定飞行;然后,针对存在执行机构失效、且失效值和失效模式未知的情形,设计一种自适应容错控制律,并结合公共Lyapunov函数和平均驻留时间方法证明了闭环系统的稳定性。该方案解决了飞行器切换多胞系统容错控制器设计问题。仿真结果验证了所提出方案的良好性能。  相似文献   

20.
In this paper, an active fault-tolerant control scheme is proposed in the case of actuator faults. In particular, the general idea of integrating fault identification and control schemes, which takes into account the fault estimation error is first presented in a linear context. As a result, the so-called separation principle for the controller and the fault identification scheme is developed. Subsequently, the proposed approach is extended to a class of non-linear systems. Similarly to the linear case, it is proven that using a suitable control strategy and a faulty identification scheme it is possible to obtain an integrated fault-tolerant control framework, which takes into account the fault identification error. As a result, a non-linear counterpart of the above-mentioned separation principle is developed. Finally, the last part of the paper shows the application results obtained using a twin-rotor system that confirm the high performance of the proposed approach.  相似文献   

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