基于LMI技術(shù)的被動(dòng)容錯(cuò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)化水平日益提高，規(guī)模也越來(lái)越大。然而，由于控制系統(tǒng)復(fù)雜性的增加以及系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在大功率、高負(fù)荷條件下工作，故障的發(fā)生不可避免。這些故障會(huì)引起系統(tǒng)性能嚴(yán)重下降，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失控。作為提高復(fù)雜系統(tǒng)可靠性的控制方式，容錯(cuò)控制應(yīng)運(yùn)而生。
　　被動(dòng)容錯(cuò)控制是設(shè)計(jì)固定結(jié)構(gòu)的控制器，使得不僅當(dāng)所有控制部件正常運(yùn)行時(shí)，而且當(dāng)執(zhí)行器、傳感器和其他部件發(fā)生故障時(shí)，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(dòng)容

2、錯(cuò)控制不包含故障檢測(cè)與隔離單元，因此可以有效避免網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等問(wèn)題，具有易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文基于線性不等式技術(shù)，詳細(xì)討論了線性多變量系統(tǒng)的被動(dòng)容錯(cuò)控制器的存在條件和控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)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(jìn)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(dòng)容錯(cuò)控制器的條件和相

3、應(yīng)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(gè)問(wèn)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(dòng)容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)問(wèn)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(cuò)控制器存在的充分條件，并且給出了相應(yīng)容錯(cuò)控制器的求解方法。
　　2.由于實(shí)際系統(tǒng)中，參數(shù)不確定性和時(shí)滯問(wèn)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(wú)記憶狀態(tài)

4、反饋和有記憶狀態(tài)反饋研究了不確定時(shí)滯系統(tǒng)的魯棒容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題。討論了不確定狀態(tài)時(shí)滯系統(tǒng)在執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)魯棒容錯(cuò)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(cuò)控制器的設(shè)計(jì)方法。
　　3.前兩個(gè)問(wèn)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(guò)閉環(huán)極點(diǎn)的配置考慮系統(tǒng)的動(dòng)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(diǎn)約束的狀態(tài)反饋被動(dòng)容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題?；跔顟B(tài)反饋方法，給出了線