复杂系统的鲁棒容错控制研究

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1、大庆石油学院顾t研究生学位论文摘要控制系统的可靠性是系统能够投入运行的关键，对切实保障现代复杂系统的可靠性和安全性，具有十分重要的意义。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。由于时滞现象的普遍存在，对时滞系统的容错控制问题的研究具有重要的理论意义和实际价值。而鲁棒容错控制是目前容错控制研究的热点，它是预先设计一个鲁棒控制器，保证系统对可能出现的传感器或执行机构故障具有完整性。本文根据一种具有一般性的传感器和执行器失效的表示方法，研究了不确定系统及不确定时滞系统的鲁棒容错问题。主要研究内容包括：首先，研

2、究了时滞不确定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，对具有范数有界不确定参数的线性系统。采用状态反馈．研究鲁棒容错控制器的设计方法。给出了时滞不确定系统在含有执行器失效时仍能保持渐近稳定的充分条件及其有记忆控制器的设计方法，进而研究了含有传感器失效时的时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题。文中有记忆控制器的提出，有效的解决了系统中状态滞后对系统控制器的影响．其次。研究了时滞不确定离散系统的鲁梓容错控制问题。基于嘣I方法给出了对滞不确定离散系统在含有执行器失效时仍能保持渐近稳定的充分条件及其有记忆控制器的设

3、计方法，减弱了状态滞后对系统控制性能的影响；其次，研究了含有传感器失效时的时滞不确定离散系统的鲁棒容错控制问题。最后，运用Matlab中的LMI．I．具箱求解控制器参数，仿真结果证明了设计方法的有效性。最后，研究了多时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题。先对系统的稳定性进行了分析，然后基于LMI方法给出了多时滞不确定系统在执行嚣失效时仍渐近稳定的状态反馈容错控制器存在的充分条件及其控制器的设计方法。本文使_}}j的LMI方法避免了参数空间设计方法和基于Riccati方程的设计方法中对某些参数的试凄，从而降低了设计中的保守性。关键

4、词一容错控制，时滞，不确定性，线性矩阵不等式(LMI)，执行器失效，传感器失效IIAbstractThereliabilityofcontrolsystemsisthekeytooperatenormallyf

5、orthesystems．Ithasveryimportantsignificationtoensurethereliabilityandtheseeu^tyofmodemcomplexsystems．Thecomingofthefault-diagnosisandfault·tolerantcontroltechn

6、ologyprovidesanewmethodtoimprovethereliabilityofmodemcomplexsystems．Becauseofthecommonexistenceoftime-delay,thestudyofthefault-tolerantcontrolproblemoftime-delaysystemshasanimportantvalueintheoryandpractice．Robustfault-tolerantcentrelisthefocusintheresearchoffauIt-

7、tolerantcentrel(FTC)recently．Itistodesignarobustcontrollerinadvancetoensurethesystempossessingintegrityagainstsensororactuatorfailures．Inthispaper,basedonageneralrepresentationofsensorandactuatorfailures，westudysomekindsofrobustfault-tolerantcontrolproblemsforuncer

8、tainsystemsanduncertaintime-delaysystems．nIecontributionsofthispaperareasfollows：First,therobustfault-tolerantcentrelproblemoftime-delayuncertainsystemisstudied．Usingthelinearmatrixinequality(LMI)method。concernthelinearsystemswithnorm·boundeduncertainties，thedesign

9、methodsofrobustfault-tolerantcontrollerandthedesignofcontrollerthatguaranteecertainrobustperformancebystatefeedbackareinvestigated．111esufficient