Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
2019，55（3）1引言具有重复运动的系统受外部环境和自身硬件磨损的影响，不可避免地会出现各种故障，为系统的安全运行埋下潜在风险，轻者，会影响系统的输出性能，严重时，会造成设备损坏。为提升运行系统的可靠性和安全性，降低系统的维护和运营成本，对重复运动系统设计控制器时，必须考虑控制器对系统故障的容错性能。执行器故障是重复运动系统中最常见的一种故障，当系统出现执行器故障时，系统实际输入与执行器提供给系统的能量输入存在一定的差异，很可能导致系统发散，因
此，研究存在执行器故障的连续线性时变系统的容错控制问题，具有重要的理论意义和实际工程应用意义。迭代学习控制（Iterative Learning Control ，ILC ）是人工智能与自动控制相结合的控制策略，它通过记忆重复系统实际输出与期望轨迹的跟踪误差，动态调整当前控制输入，达到不断改善跟踪精度的目的，最终实现系统输出对期望轨迹的精确跟踪[1]。迭代学习控制对系统模型精度要求不高，控制器结构简单，因此，迭代学习被执行器故障时变系统的PID 迭代容错控制
殷春武
西安建筑科技大学信息与控制工程学院，西安710055
摘要：对存在执行器故障的连续线性时变系统，给出了PID 型迭代学习容错控制律的收敛条件。对连续时变故障系统设计了一种PID 迭代学习容错控制律，在λ范数意义下给出了故障系统PID 型迭代容错控制器收敛的充要条件；基于Schur 补原理和不等式变换，将容错控制器收敛条件转换成线性矩阵不等式，当迭代学习收敛速度设定时，基于线性矩阵不等式能快速确定最优迭代控制增益，避免了迭代控制增益设置的盲目性。旋转控制系统的数值仿真，验证了PID 迭代容错控制器优良的容错性能和跟踪性能。
关键词：连续时变系统；执行器故障；迭代学习；PID 控制；线性矩阵不等式
文献标志码：A 中图分类号：TP 273doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1709-0419
殷春武.执行器故障时变系统的PID 迭代容错控制.计算机工程与应用，2019，55（3）：266-270.
YIN Chunwu.PID iterative fault-tolerant control for continuous time-varying system with actuator https://www.doczj.com/doc/f87050164.html,puter Engineering and Applications,2019,55（3）：266-270.
PID Iterative Fault-Tolerant Control for Continuous Time-Varying System with Actuator Fault YIN Chunwu
School of Information and Control Engineering,Xi ’an University of Architecture and Technology,Xi ’an 710055,China Abstract ：A convergence condition of Proportion,Integral and Derivative （PID ）iterative learning fault-tolerant controller is proposed for linear time-varying system with actuator fault.An open-loop PID iterative learning fault-tolerant controller is designed for time-varying repeat system,and a sufficient condition for the existence of the PID controller is analyzed based on λ-norm.The convergence condition of PID fault-tolerant controller is changed as Linear Matrix Inequality （LMI ）based on Schur complement principle,under the presetting iterative learning convergence rate,the optimal control gains can be determined by using LMI,it avoids the blindness of the iterative control gain settings.The numerical simulation of rotational control system verifies the ability of fault tolerance and tracking performance of PID iterative fault-tolerant controller.Key words ：continuous time-varying system;actuator fault;iterative learning;Proportion,Integral and Derivative （PID ）control;linear matrix inequality
基金项目：西安建筑科技大学青年基金（No.QN1727）；西安建筑科技大学人才基金（No.6040317017）。
作者简介：殷春武（1982—），男，博士，副教授，研究领域为迭代学习，非线性控制，E-mail ：yincwxa2013@https://www.doczj.com/doc/f87050164.html, 。收稿日期：2017-09-29修回日期：2017-11-09文章编号：1002-8331（2019）03-0266-05
CNKI 网络出版：2018-04-03,https://www.doczj.com/doc/f87050164.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20180402.1917.002.html
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