基于故障发生率的容错控制方法研究

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容错控制系统是指当系统中某些部件发生故障时,仍能按原定性能指标或性能指标略有降低,但在可以接受的范围内,而安全地完成控制任务。容错控制是提高控制系统安全性的一项重要的技术。所以容错控制具有重要的理论研究意义和实际的应用价值。  本文主要研究两个内容,一是不同条件下的线性系统的分步式容错控制器设计方法;二是研究了变时滞连续系统的容错控制问题。具体完成的内容是:  (1)对于线性系统,提出了分步式的思想以及容错控制器的设计方法。并对多个执行器故障的发生有严格次序关系时,研究了线性连续系统的分步式H2容错控制器设计和线性不确定系统的分步式保性能容错控制器设计方法。  (2)研究了执行器发生故障在更一般情况下时的线性连续系统的控制器设计方法,去掉了执行器故障的发生有严格次序关系的前提条件。提出了可稳故障集中极小点的概念,并利用这一概念针对极小点的个数及每个极小点中执行器个数的不同情况,得到了判断系统是否存在对所有可稳故障发生时都使系统渐近稳定的容错控制的条件和相应容错控制的设计方法。  (3)研究了变时滞系统的鲁棒容错控制问题,利用Lyapunov稳定性知识和线性矩阵不等式理论,重点研究了当系统存在非线性项、不确定项和执行器部分失效时,如何找到适当的控制器的设计方法。在实际工程中,系统的执行器部分失效是常见的,会严重影响到整体系统,值得进一步研究。
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