基于LMI方法容錯控制的理論研究與應用.pdf

1、容錯控制作為一門新興的交叉學科,其研究意義就是要盡量保證動態(tài)系統(tǒng)在發(fā)生故障時仍可以穩(wěn)定運行,并且可以滿足期望的性能指標。近年來,容錯控制理論發(fā)展十分迅速,在可靠鎮(zhèn)定、系統(tǒng)重構(gòu)和完整性設(shè)計等方面都取得了很多成果。
　　 本文主要以線性矩陣不等式作為主要的研究工具,研究了基于虛擬執(zhí)行器的重構(gòu)容錯控制和一類不確定性系統(tǒng)的最優(yōu)容錯跟蹤控制,而后將理論成果在計算機中進行數(shù)字仿真驗證,最后運用到三自由度直升機模型的實物仿真平臺上。本文的主要

2、內(nèi)容可歸結(jié)為以下幾個方面;
　　 1.研究了基于虛擬執(zhí)行器的重構(gòu)容錯控制。分別對于執(zhí)行器部分失效和執(zhí)行器完全失效的情況設(shè)計了兩種重構(gòu)控制律,當執(zhí)行器部分失效時,提出了一種基于Lyapunov理論的重構(gòu)控制律。當某些執(zhí)行器完全失效時,提出了一種基于D穩(wěn)定極點配置和H∞干擾抑制理論的重構(gòu)控制律,運用LMI技術(shù)尋找可行解,并在理論上進行了嚴格的證明,數(shù)字仿真結(jié)果表明了所提算法的有效性。
　　 2.研究了一類不確定性系統(tǒng)的最優(yōu)容

3、錯跟蹤控制。設(shè)計控制器使系統(tǒng)在執(zhí)行器發(fā)生故障的情況下,其輸出仍可以接近期望參考信號,并且能使給定的性能指標達到最優(yōu)。分別對于故障模型的兩種情況進行了分析和控制器的設(shè)計,并在理論上進行了嚴格的證明,數(shù)字仿真結(jié)果表明了所提算法的有效性。
　　 3.介紹了加拿大Quanser公司的三自由度直升機模型的軟硬件結(jié)構(gòu),分析了系統(tǒng)的動力學特性,并介紹了三個自由度的數(shù)學模型。并將“基于虛擬執(zhí)行器的重構(gòu)容錯控制”算法在三自由度直升機實物仿真平臺上