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1、非线性时滞系统的鲁棒完整性容错控制第27卷第5期弹箭与制导?l79?非线性时滞系统的鲁棒完整性容错控制罗小元,武晓晶,关新平(燕山大学网络控制与生物信息处理中心,河北秦皇岛066004)摘要:基于观测器方法,研究了一类具有状态滞后和不确定性的非线性系统的鲁棒完整性容错控制问题.非线性函数满足Lipschitz条件.利用Lyapunov稳定性理论.针对传感器发生故障情况,提出了系统渐近稳定的充分条件和相应的鲁棒完整性容错控制器的设计方法.结果以LMI形式给出.易于求解.最后的数值算例和仿真结果证明
2、了该方法的有效性.关键词:非线性时滞系统;自适应观测器;完整性;容错控制中图分类号:TP13文献标志码:ARobustIntegrityFault__tolerantControlforNonlinearTime-delaySystemsLUOXiao-yuan,WUXiao-jing,GUANXin—ping(CentreofNetworkControlandBiologyInformationProcessing,YanshanUniversity,HebeiQinhuangdao06600
3、4,China)Abstract:Basedonobserver.robustintegrityfault—tolerantcontrolproblemforaclassofnonlinearsystemswithstatetime-delayphenomenonanduncertaintyisinvestigated.ThenonlinearfunctionsatisfiesLipschitzcondition.UsingLya—punovstabilitytheory,asufficient
4、conditionforthesystemtObeasymptoticallystableagainstsensorfailuresispresen—tedandthecorrespondingdesignmethodofrobustintegrityfault-tolerantcontrollerisprovided.TheresultsaregivenintheformofLMI,whichiSeasytObesolved.Finally,numericalexampleandasimula
5、tionresultsdemonstratethattheproposedmethodiseffective.Keywords:nonlineartime-delaysystem;adaptiveobserver;integrity;fault-tolerantcontrol1引言许多实际的工程系统,如飞行器控制系统,网络控制系统等,在高负荷状态连续运行时,一些突发的故障如传感器,执行器故障时有发生.容错控制为提高复杂动态系统的可靠性开辟了一条新的途径[1].线性系统的容错控制已经发展得比较完善
6、,然而在实际生产过程中,精确分析结果表明所有系统都是非线性的,线性系统都是一种近似和简化,另外,实际系统中不可避免存在不确定性和时滞现象,因此,不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制引起学者们的广泛关注.文献[2—3]基于求解Hamihoton—Jacobi不等式,分别研究了非线性时滞系统的鲁棒可靠控制,但该不等式目前尚无有效的求解方法.文献[4]研究了一类同时具有不确定和时滞的非线性系统执行器发生故障的可靠控制问题;文献Es-1研究了具有状态和控制输入时变时滞的不确定非线性系统的状态反馈鲁棒可靠镇
7、定问题,但文献[4—5]均是假设系统全部状态可测的,而实际系统中往往不易测得所有状态,因而状态反馈无法实现;文献[6-1基于观测器研究了一类具有状态时滞的非线性不确定系统的可靠镇定问题.很好地解决了文献[4—5]的局限,与文献[4]相比不确定性的限定条件也较宽松一些,但控制器的设计依赖的Riccati方程求解不易实现,保守性强.完整性控制是容错控制的一个重要方面,较可靠控制具有成本低的特点,现有关于完整性控制的研究成果多数都是针对线性系统的_.-j,*收稿日期:2007—02—15;修回日期:2
8、007—04—13基金项目:国家自然科学基金(60525303);教育部科技重点项目(204014)资助作者简介:罗小元.副教授.博士.研究方向:鲁棒控制,故障诊断与容错控制.?18O?弹箭与制导2007正就作者所知,关于非线性时滞不确定系统的完整性容错控制的研究还很少.文中基于一种状态观测器方法.研究了具有状态滞后和不确定性的一类非线性系统的鲁棒完整性容错控制问题.非线性函数满足一般的Lipschitz条件,较以往文章条件应用更广泛些.针对传感器发生故障情形,提出了鲁棒完整性容错控制器的设计方
