非線(xiàn)性系統(tǒng)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程技術(shù)系統(tǒng)的復(fù)雜化，系統(tǒng)的安全性和可靠性越來(lái)越受到人們的關(guān)注，容錯(cuò)控制應(yīng)運(yùn)而生，它的主要目的是在控制系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，仍然保持系統(tǒng)的安全性和可靠性，并盡可能使系統(tǒng)保持一定的性能。迄今，線(xiàn)性系統(tǒng)的容錯(cuò)控制理論已經(jīng)基本成熟，但是，非線(xiàn)性系統(tǒng)的容錯(cuò)控制研究取得的成果相對(duì)較少，本文對(duì)非線(xiàn)性系統(tǒng)容錯(cuò)控制進(jìn)行了一些研究。
　　首先，本文闡述了非線(xiàn)性容錯(cuò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略，容錯(cuò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略分為兩部分:冗余設(shè)計(jì)和故障補(bǔ)償。一部

2、分，一種特定的冗余被引入到控制器中，生成的閉環(huán)系統(tǒng)不論是在所有執(zhí)行器都正常工作時(shí)，還是其中一個(gè)執(zhí)行器出現(xiàn)故障的情況下都能呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài);另一部分，在模糊邏輯系統(tǒng)的基礎(chǔ)上應(yīng)用在線(xiàn)容錯(cuò)控制方案，閉環(huán)穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)基于Lyapunov原理，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是通過(guò)使用修正的控制律來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與現(xiàn)有結(jié)果比較，更新的控制律使得所有閉環(huán)系統(tǒng)的參數(shù)是有界的。在非線(xiàn)性系統(tǒng)的故障檢測(cè)時(shí)，提出了一種新的殘差閾值達(dá)到最小的故障檢測(cè)和診斷方法，對(duì)不確定非線(xiàn)性系統(tǒng)進(jìn)行

3、故障調(diào)節(jié)是通過(guò)微分同胚變換，用滑模參數(shù)辨識(shí)方法獲得了針對(duì)執(zhí)行器發(fā)生故障的魯棒控制算法，這種算法，不需要對(duì)執(zhí)行器的故障參數(shù)辨識(shí)，也不需要對(duì)非線(xiàn)性系統(tǒng)的輸出進(jìn)行求導(dǎo)，或者要求滿(mǎn)秩的條件。該控制器是一種簡(jiǎn)化模式的控制器，即用一個(gè)一階穩(wěn)定系統(tǒng)來(lái)代替一個(gè)更高階的跟蹤問(wèn)題，通過(guò)引入滑?？刂苼?lái)抵消或減緩在實(shí)際動(dòng)態(tài)與由故障導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)之間存在的干擾。冗余設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，它無(wú)需知道故障的位置和大小，而且在沒(méi)有故障檢測(cè)的情況下即可實(shí)現(xiàn)，從而減少了計(jì)算時(shí)間，避免

4、了由于故障檢測(cè)所帶來(lái)的錯(cuò)誤警報(bào)，非檢測(cè)以及相應(yīng)的時(shí)延。故障補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢(shì)在于可以實(shí)時(shí)地處理因故障所引起的動(dòng)態(tài)現(xiàn)象。
　　其次，針對(duì)具有某類(lèi)未知狀態(tài)的非線(xiàn)性系統(tǒng)，應(yīng)用模糊理論，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性以及局部收斂性能。非線(xiàn)性系統(tǒng)的故障估計(jì)采用的是快速的自適應(yīng)故障估計(jì)算法，設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)模糊滑?？刂破?，使得當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能起到很好的調(diào)節(jié)作用，該控制器中的模糊邏輯系統(tǒng)是通過(guò)利用相應(yīng)的模糊控制規(guī)則直接作為控制器使用的。