线性不确定系统的鲁棒容错控制及其应用

《线性不确定系统的鲁棒容错控制及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、粕P524067摘要随着科学技术的飞速发展，工业设备同趋复杂，设备运行的安全性和可靠性越来越引起人们的重视，特别是大型复杂设备，在运行过程中如果任何一个部件发生故障而不能及时处理，不仅会造成巨大的经济损失，而且可能危及人身安全，产生严重的社会影响。在生产自动化品益发展的今天，仅仅靠传统的被动维修措施已不能满足现代生产对安全性、可靠性以及平稳性操作的要求。安全性和可靠性已成为系统设计与开发的两个重要目标。容错控制是20世纪80年代发展起来的一种旨在提高控制系统运行可靠性的控制技术。它是指系统在运行过程中一个或多个部件发生故障或即将发生故障时，通过采取有效措施，保证系统继

2、续安全、有效、可靠运行，或以牺牲某些性能损失为代价，保证系统在规定时间内完成其预定功能。鲁棒容错控制是目前容错控制研究的热点，它是预先设计～个鲁棒控制器，保证系统对可能出现的传感器或执行机构故障具有完整性。本文根据一种具有一般性的传感器和执行器失效的表示方法，研究状态空间模型描述的不确定系统及不确定时滞系统的鲁棒容错问题。针对具有范数有界不确定参数的线性系统，采用状态反馈控制器，研究了鲁棒稳定性分析、鲁棒镇定控制器设计以及有鲁棒性能约束的容错控制器设计问题，得出了相应的结果。主要研究内容包括：1．研究了～类存在状态滞后的不确定时滞连续系统的状态反馈鲁棒稳定问题。基于R

3、iccati方程和Lyapunov稳定性理论，给出了系统在传感器和执行器失效情况下渐近稳定的充分条件及相应的状态反馈鲁棒容错控制律的设计方法。并给出了仿真结果。2．研究了时滞不确定连续系统的鲁棒可镇定问题。利用线性矩阵不等式(LMI)方法，得出了系统鲁棒可镇定的充分必要条件，结果以线性矩阵不等式的形式给出。并进行了仿真研究。3．针对一类范数有界不确定离散系统，研究了这类系统的鲁棒容错I-I。。控制问题。得到了状态反馈鲁棒容错H。。控制律的存在条件及其代数表达形式。4．针对实际中普遍存在的串联系统，首先给出了无参数摄动情况下系统故障以及H。。范数界约束下的系统渐近稳定的

4、充分条件，并进一步研究了在参数摄动情况下串联系统的鲁棒容错控制问题。’同样得到了系统渐近稳定的充分条件。5．研究了容错控制在烟叶复烤过程控制中的应用问题。建立了实际烟叶复烤机复烤间的状态空间模型，并针对该系统中存在大量传感器和执行器这一情况，给出了某复烤间在传感器和执行器失效情况下的状态反馈容错控制器，并对设计结果进行了仿真。给出了保证整个复烤过程具有稳定性的容错控制方案，同样给出了几个仿真实例。关键词：容错控制，烟叶复烤，传感器失效．执行器失效，不确定性，鲁棒性郑州大学工学硕士论文ABSTRACTWiththerapidgrowingapplicationofsci

5、enceandtechnology,theindustrialequipmentbecomesmorecomplicated．Andthesecurityandreliabilityoftheequipment，especiallyforthelarge—scalecomplicatedequipment，isattractedmoreandmoreattention．IfanycomponentsfailandCan’tbedisposedintimewhentheequipmentisrunning，itwillnotonlyresultingreateconom

6、iclossbutalsoprobablyendangerpeople’Ssafety，whichwillhaveabadinfluenceinsociety．Withthedevelopmentofautomaticmanufacturing，itisimpossibletosarisfytherequirementsofmodemmanufacturingtopossesssecurity,reliabilityandsteadinessonlybytraditionallypassivemaintenance．Thesecurityandreliabilityh

7、avebecometwoimportantgoalsofsystemsdesigninganddeveloping．Fault—tolerantcontrol(FTC)，developedin1980’S，isakindofcontroltechnologywhichaimsatimprovingsystemsreliability．Itistoensurethesystemrunningcontinuouslywithsecurity'effectivityandreliabilityorperformingtheexpectedfunction贰