基于LMI技術(shù)的被動容錯控制系統(tǒng)設(shè)計方法研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)和技術(shù)的飛速發(fā)展，控制系統(tǒng)的自動化水平日益提高，規(guī)模也越來越大。然而，由于控制系統(tǒng)復雜性的增加以及系統(tǒng)長時間在大功率、高負荷條件下工作，故障的發(fā)生不可避免。這些故障會引起系統(tǒng)性能嚴重下降，甚至導致系統(tǒng)失控。作為提高復雜系統(tǒng)可靠性的控制方式，容錯控制應運而生。
　　被動容錯控制是設(shè)計固定結(jié)構(gòu)的控制器，使得不僅當所有控制部件正常運行時，而且當執(zhí)行器、傳感器和其他部件發(fā)生故障時，故障系統(tǒng)仍然具有穩(wěn)定性和令人滿意的性能。由于被動容

2、錯控制不包含故障檢測與隔離單元，因此可以有效避免網(wǎng)絡時延等問題，具有易于實現(xiàn)的優(yōu)點。
　　本文基于線性不等式技術(shù)，詳細討論了線性多變量系統(tǒng)的被動容錯控制器的存在條件和控制器設(shè)計問題。在實際應用系統(tǒng)中，傳感器和執(zhí)行器是最容易發(fā)生故障的部件，也是系統(tǒng)中作用重要的部件，因此本文中主要考慮執(zhí)行器故障，采用了中斷-正常故障模型，即將執(zhí)行器故障分為中斷和正常工作兩種情況進行討論。利用線性矩陣不等式方法給出了控制系統(tǒng)存在被動容錯控制器的條件和相

3、應控制器的求解方法。
　　本文主要利用線性矩陣不等式方法研究了以下幾個問題:
　　1.基于線性矩陣不等式技術(shù)，研究了線性定常系統(tǒng)和線性不確定系統(tǒng)的被動容錯控制器設(shè)計問題。給出了線性定常系統(tǒng)和線性不確定系統(tǒng)在含有執(zhí)行器故障情況下，基于狀態(tài)反饋方法的容錯控制器存在的充分條件，并且給出了相應容錯控制器的求解方法。
　　2.由于實際系統(tǒng)中，參數(shù)不確定性和時滯問題是不可避免的，因此，文中基于線性矩陣不等式技術(shù)，分別采用無記憶狀態(tài)

4、反饋和有記憶狀態(tài)反饋研究了不確定時滯系統(tǒng)的魯棒容錯控制器設(shè)計問題。討論了不確定狀態(tài)時滯系統(tǒng)在執(zhí)行器發(fā)生故障時魯棒容錯控制器存在的充分條件，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于狀態(tài)反饋魯棒容錯控制器的設(shè)計方法。
　　3.前兩個問題中，主要考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，文中第五章不僅考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，也通過閉環(huán)極點的配置考慮系統(tǒng)的動態(tài)性能?；诰€性矩陣不等式技術(shù)，研究了線性定常系統(tǒng)具有極點約束的狀態(tài)反饋被動容錯控制器設(shè)計問題。基于狀態(tài)反饋方法，給出了線