不確定時滯系統(tǒng)的魯棒可靠控制研究.pdf

1、容錯控制作為一門新興的交叉學(xué)科,其科學(xué)意義就是要盡量保證動態(tài)系統(tǒng)在發(fā)生故障時仍然可以安全穩(wěn)定運行。實際工程要求控制系統(tǒng)滿足某一個或一個以上性能指標(biāo)要求,因此,要使容錯控制能更好地應(yīng)用于實際工程系統(tǒng),就必須探討可靠控制問題?？煽靠刂剖侵讣骖櫺阅苤笜?biāo)的容錯控制。顯然,可靠控制系統(tǒng)更符合實際工程需要。
　　在各類工業(yè)系統(tǒng)中,時滯現(xiàn)象普遍存在。時滯的存在不僅導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性或降低系統(tǒng)的性能,而且給控制器的設(shè)計帶來了很大的困難。另一方面,

2、由于建模方法的局限性及實際過程自身參數(shù)攝動現(xiàn)象的存在,控制過程的精確模型往往難以得到,所獲得的系統(tǒng)模型總是存在不確定性?？紤]實際控制工程中系統(tǒng)模型的不確定性和時滯的廣泛存在性,研究不確定時滯系統(tǒng)的魯棒可靠控制更符合工程實際需要,具有十分必要的理論和應(yīng)用價值。
　　針對不確定時滯系統(tǒng),考慮一個或一個以上性能指標(biāo)約束(如保性能、響應(yīng)速度以及H∞等),本文利用Lyapunov穩(wěn)定性理論(包括Lyapunov-Razumkhin穩(wěn)定性理論

3、),采用線性矩陣不等式等有效工具,分別基于狀態(tài)反饋方式、靜態(tài)輸出反饋方式、動態(tài)輸出反饋方式等,研究了能夠容忍傳感器或執(zhí)行器故障的魯棒可靠控制問題,所設(shè)計的控制器使系統(tǒng)達(dá)到以下要求:①使系統(tǒng)能夠容忍傳感器或執(zhí)行器的失效;②使系統(tǒng)對參數(shù)擾動和外界擾動不敏感;③使系統(tǒng)不僅要保證魯棒穩(wěn)定性,而且又要保證所規(guī)定的魯棒性能,從而提高控制系統(tǒng)的可靠性。
　　本文的具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)針對傳感器開關(guān)型故障,基于狀態(tài)反饋

4、,研究了不確定時滯系統(tǒng)的魯棒可靠控制。
　　①首先,單獨考慮指數(shù)穩(wěn)定指標(biāo),基于Lyapunov穩(wěn)定性理論,提出了不確定時滯系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定可靠控制方法。
　?、谠谏厦嫜芯康幕A(chǔ)上,同時考慮指數(shù)穩(wěn)定指標(biāo)和魯棒H∞指標(biāo),進(jìn)一步提出了不確定時滯系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定H∞可靠控制方法。
　　(2)針對執(zhí)行器三種故障模型,基于狀態(tài)反饋,研究了不確定時滯系統(tǒng)的魯棒可靠控制。
　?、籴槍?zhí)行器開關(guān)型故障,考慮魯棒H∞指標(biāo),基于Lyapuno

5、v-Razumkhin穩(wěn)定性理論,提出了時變時滯不確定系統(tǒng)魯棒H∞可靠控制方法。
　?、卺槍?zhí)行器增益型故障模型,同時考慮指數(shù)穩(wěn)定和保性能這兩項指標(biāo),基于Lyapunov穩(wěn)定性理論,研究了不確定時滯系統(tǒng)的指數(shù)穩(wěn)定保性能可靠控制問題。
　?、坩槍?zhí)行器集合型故障模型,同時考慮指數(shù)穩(wěn)定和保性能這兩項指標(biāo),基于Lyapunov穩(wěn)定性理論,研究了不確定時滯系統(tǒng)的指數(shù)穩(wěn)定保性能可靠控制問題。
　?、茚槍?zhí)行器集合型故障模型,同時

6、考慮指數(shù)穩(wěn)定和魯棒H∞性能這兩項指標(biāo),基于Lyapunov穩(wěn)定性理論,討論了不確定時滯系統(tǒng)的指數(shù)穩(wěn)定魯棒H∞可靠控制問題。
　　⑤針對執(zhí)行器開關(guān)型故障,同時考慮保性能和H∞這兩項指標(biāo),基于Lyapunov-Razumkhin方法,研究了一類參數(shù)不確定時滯受擾系統(tǒng)的保成本H∞魯棒可靠控制問題。
　　(3)針對執(zhí)行器開關(guān)型故障模型,考慮H∞指標(biāo),采用靜態(tài)輸出反饋方式,基于Lyapunov-Razumkhin方法,研究了一類參數(shù)不