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不确定时滞系统鲁棒容错控制研究

作者：马喜成 Publish: 2007-7-13 Hits:-

【中文题名】

不确定时滞系统鲁棒容错控制研究

【英文题名】

The Research on Robust Fault-tolerant Control for Uncertain Time-delay Systems

【学科专业】

检测技术与自动化装置

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-7-13

【中关键词】

Lyapunov稳定性,线性矩阵不等式,时滞,不确定性,容错控制,时滞状态反馈

【英关键词】

Lyapunov stability,linear matrix inequality,time-delay,uncertainty,fault-tolerant control,time-delay state feedback,

【分类导航】

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【论文摘要】

控制系统的可靠性是系统能投入运行的关键，切实保障现代复杂系统的可靠性与安全性具有十分重要的意义。故障诊断与容错控制技术的出现，为提高复杂系统的可靠性开辟了一条新的途径。由于时滞和不确定性在实际工程中的广泛应用背景及分析与综合的复杂性，对不确定时滞系统的容错控制问题的研究具有重要的理论价值和实际意义。本文针对大规模复杂控制系统的容错控制问题，以线性连续不确定时滞系统为受控对象，综合应用Lyapunov稳定性理论、无记忆状态反馈与时滞状态反馈控制策略和线性矩阵不等式方法，主要进行了以下几方面的工作： (1)研究了线性连续时滞系统的容错控制问题。分别采用无记忆状态反馈和有记忆状态反馈控制策略，讨论了此类系统对传感器或执行器故障具有完整性需满足的充分条件，并给出了控制器的设计方法。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性，仿真结果还表明由于时滞状态反馈控制律的引入，提高了线性矩阵不等式的可解性，并且所得结论是时滞依赖的。 (2)研究了线性连续不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。首先针对具有状态滞后，且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统，分别采用无记忆状态反馈和有记忆状态反...

【论文题纲】

目录	5-8
摘要	8-10
ABSTRACT	10-12
第1章绪论	12-27
1.1 选题的目的和意义	12
1.2 容错控制综述	12-24
1.2.1 容错控制理论的研究现状	12-14
1.2.2 容错控制的主要方法	14-19
1.2.2.1 被动容错控制(Passive FTC)	14-16
1.2.2.2 主动容错控制(Active FTC)	16-19
1.2.3 鲁棒容错控制国内外研究概况	19-21
1.2.3.1 鲁棒完整性控制	19
1.2.3.2 H∞鲁棒容错控制	19-20
1.2.3.3 非线性系统的鲁棒容错控制	20-21
1.2.4 时滞系统的鲁棒容错控制国内外研究概况	21-24
1.2.4.1 Riccati方程处理方法	21-22
1.2.4.2 LMI处理方法	22-24
1.3 容错控制热点、难点及发展趋势	24-26
1.4 本文的研究内容	26-27
第2章基本理论	27-32
2.1 线性连续系统基本数学模型	27
2.2 Lyapunov稳定性理论	27
2.3 状态反馈与时滞状态反馈	27-29
2.4 故障模型	29
2.5 LMI相关理论	29-31
2.5.1 LMI表示方法	29-30
2.5.2 矩阵的 Schur补性质	30-31
2.6 其他相关引理	31-32
第3章线性连续时滞系统容错控制	32-42
3.1 引言	32
3.2 具有状态滞后的线性系统容错控制	32-41
3.2.1 系统描述	32
3.2.2 无记忆状态反馈控制策略	32-36
3.2.2.1 执行器失效故障情形	32-34
3.2.2.2 传感器失效故障情形	34-35
3.2.2.3 仿真实例	35-36
3.2.3 有记忆状态反馈控制策略	36-41
3.2.3.1 传感器失效故障情形	36-39
3.2.3.2 执行器失效故障情形	39-40
3.2.3.3 仿真实例	40-41
3.3 本章小结	41-42
第4章线性连续时滞系统鲁棒容错控制	42-61
4.1 引言	42
4.2 具有状态滞后的不确定时滞系统鲁棒容错控制	42-51
4.2.1 系统描述	42-43
4.2.2 无记忆状态反馈控制策略	43-47
4.2.2.1 执行器失效故障情形	43-44
4.2.2.2 传感器失效故障情形	44-45
4.2.2.3 仿真实例	45-47
4.2.3 有记忆状态反馈控制策略	47-51
4.2.3.1 执行器失效故障情形	47-48
4.2.3.2 传感器失效故障情形	48-49
4.2.3.3 仿真实例	49-51
4.3 具有状态滞后和控制滞后的不确定时滞系统鲁棒容错控制	51-59
4.3.1 系统描述	51
4.3.2 无记忆状态反馈控制策略	51-55
4.3.2.1 传感器失效故障情形	51-53
4.3.2.2 执行器失效故障情形	53-54
4.3.2.3 仿真实例	54-55
4.3.3 有记忆状态反馈控制策略	55-59
4.3.3.1 传感器失效故障情形	55-57
4.3.3.2 执行器失效故障情形	57-58
4.3.3.3 仿真实例	58-59
4.4 本章小结	59-61
第5章线性连续时变时滞系统鲁棒容错控制	61-79
5.1 引言	61
5.2 具有状态时变时滞系统的鲁棒容错控制	61-68
5.2.1 系统描述	61-62
5.2.2 主要结果	62-66
5.2.2.1 执行器失效故障情形	62-65
5.2.2.2 传感器失效故障情形	65-66
5.2.3 仿真实例	66-68
5.3 具有时变的状态时滞和控制时滞系统的鲁棒容错控制	68-77
5.3.1 系统描述	68
5.3.2 主要结果	68-76
5.3.2.1 执行器失效故障情形	68-75
5.3.2.2 传感器失效故障情形	75-76
5.3.3 仿真实例	76-77
5.4 本章小结	77-79
结论和展望	79-82
结论	79-80
创新	80
展望	80-82
参考文献	82-92
致谢	92-93
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文	93

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.388660



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