基于逆系統(tǒng)方法的主動(dòng)容錯(cuò)控制研究.pdf

1、本文以非線性系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于逆系統(tǒng)方法研究了SISO系統(tǒng)、MIMO系統(tǒng)的主動(dòng)容錯(cuò)控制問題，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作：
　　 1)針對(duì)具有一定故障先驗(yàn)知識(shí)的非線性系統(tǒng)，為解決多模型主動(dòng)容錯(cuò)控制在應(yīng)對(duì)系統(tǒng)發(fā)生未知故障時(shí)控制律計(jì)算的快速性問題，提出了一種基于RBF逆系統(tǒng)方法的多模型內(nèi)模主動(dòng)容錯(cuò)控制方案。采用RBF對(duì)系統(tǒng)正常及各種先驗(yàn)故障情形的逆系統(tǒng)建模，并由此建立動(dòng)態(tài)系統(tǒng)逆模型庫，基于逆系統(tǒng)方法將逆模型與系統(tǒng)串聯(lián)形成一偽線性

2、系統(tǒng)，并對(duì)其設(shè)計(jì)了具有良好魯棒性能的內(nèi)模控制器。系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控決策機(jī)制依據(jù)系統(tǒng)性能容忍度指標(biāo)和模型失配度指標(biāo)的時(shí)實(shí)計(jì)算分析，診斷系統(tǒng)所處運(yùn)行模式，調(diào)用與之匹配的RBF逆模型，使系統(tǒng)始終通過模型切換與其逆模型的串聯(lián)保持為不變的偽線性系統(tǒng)，從而在無需改變內(nèi)模控制器的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)故障的主動(dòng)容錯(cuò)。
　　 2)針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)故障先驗(yàn)知識(shí)不易獲取等問題，提出了一種基于RBF逆系統(tǒng)方法的故障診斷和調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)基于非線性

3、被控對(duì)象RBF逆模型的故障估計(jì)器來估計(jì)執(zhí)行器故障，同時(shí)將RBF逆模型與被控對(duì)象串聯(lián)成偽線性的復(fù)合系統(tǒng)，并引入內(nèi)?？刂啤２捎霉收瞎烙?jì)值作用于被控對(duì)象的逆系統(tǒng)，以產(chǎn)生相應(yīng)的補(bǔ)償，最終使被控對(duì)象和補(bǔ)償后的逆系統(tǒng)串聯(lián)仍能保持為不變的偽線性系統(tǒng)，從而在無需改變系統(tǒng)正常控制器參數(shù)的情形下，以逆系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟ_(dá)到容錯(cuò)控制的目的。
　　 3)針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)存在不確定性及各種時(shí)變故障，將小樣本建模方法LS-SVM引入用于系統(tǒng)的逆建模，借助數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控

4、制思想和無模型自適應(yīng)控制方法，設(shè)計(jì)一個(gè)補(bǔ)償控制器，用于系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)或發(fā)生故障時(shí)的逆模型的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，使系統(tǒng)在無需改變主控制參數(shù)情形下，以自適應(yīng)逆補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ沟孟到y(tǒng)輸出可以準(zhǔn)確跟蹤參考輸出。
　　 4)針對(duì)狀態(tài)空間形式的多變量非線性可逆系統(tǒng)，首先將逆系統(tǒng)方法引入，提出一種基于逆系統(tǒng)方法的多變量非線性系統(tǒng)故障診斷方法，通過設(shè)計(jì)非線性魯棒滑模觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)，并結(jié)合逆系統(tǒng)方法，實(shí)現(xiàn)多變量非線性系統(tǒng)的執(zhí)行器故障診斷。在此基礎(chǔ)上又設(shè)計(jì)基