不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制

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不确定时滞非线性混沌系统的鲁棒容错控制

Abstract : Based on Lyapunov method and linear matrix inequality (LMI) , a kind of state feedback control2 ler with time2delay i s presented and the sufficient conditions for the closed2loop system possessing integrity against sensor and actuator failures are given. The results show that t he proposed controller accompli shes the fault tolerant for some sensor failures , in addition under normal and failure conditions it possesses integrity against sensor and actuator failures. K ey wor ds : nonlinear chaotic system ; uncertai n; LMI ; robust fault tolerant control 容错控制已经成为控制科学的一个热点 , 完整性是容错控制研究的一个重要方面 ,它是指系统中一个或多个部件发生故障时 ,系统利用余下的部件仍可使系统稳定工作的特性 . 由于参数不确定性的广泛存在以及传感器或执行器发生故障的不可避免性 , 同时考虑到这两者对系统控制带来的影响 , 鲁棒容错控制问题的研究具有实际意义 . 近年来 , 关于鲁棒容错控制方面的研究及应用很多
Robust fa ult tolerant contr ol of nonlinear uncer ta in chaot ic system wit h delay

双容液位系统的不确定时滞的鲁棒容错控制

故障正常工作时，考虑建模误差、输入信号的稳定性、系统参数等不确定性因素，利用不确定性上界自适应估计，设计了不确定时滞鲁棒控制器。同时，对系统进行故障检测，研究了一种修正控制律的自适应鲁棒容错控制器设计方法，该控制器通过修补执行器故障所带来的影响使该系统最终有界稳定。最后，通过仿真实验，验证了提出方法的有效性。
ＲｏｂｕｓｔＦａｕｌｔＴｏｌｅｒａｎｔＣｏｎｔｒｏｌｏｆＤｕａｌＳｏｌｕｔｉｏｎＢｉｔＵｎｃｅｒｔａｉｎ
Ｔｉｍｅ－ｄｅｌａｙＳｙｓｔｅｍ
ＺＨＡＮＧＱｉｎ — ｆａｎｇ，ＷＡＮＧＡｉ－ｐｉｎｇ，ＹＵＪｉａｎｇ，ＪＩＡＮＧＬｉ
关键词：双容水箱；自适应；时滞；执行器故障；鲁棒容错控制
中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－６２９Ｘ（２０１４）Ｏ１ — ０１７６ — ０３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — ６２９Ｘ．２０１４．０１．０４５
ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｖｅｒｉｆｙｈｅｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｈｏｔｄ．

时滞关联大系统的分散鲁棒容错控制

ｐｏｅｕｒｏｔｅｏｔｏｌｒｒｇｖｎ．ｄｈｒｓｔｓｅｒｌｚｄｏｈｓｓｅｓｕｅａｔｔｒａｌｅ．ｔｅｎｄｏｔｉｒｃｄｅｆｈｃｎｒｌｅａｅｉｅＡｎｔｅｅｕｌｉｇｎｅａｉｅｔｔｅｙｔｍｎｄｒｃｕａｏｆｉｕｒｓＡｔｈｅｆｈｓ
Ｕ（）Ｋｘ（）ｉ＝
ｐｐｒａｉｕｔａｉｅｘｍｐｅｓｉｅｔｅｎｔｔｔｅｏｒｃｎｓｆｔｅｐｏｏｅｍｅｈｄａｄｈｒｓｌｆｔｅｘｍｐｅｓａｅ，ｎｌｓｒｔｅａｌｉｌｖｇｖｎｏｄｍｏｓａｅｈｃｒｅｔｅｓｏｈｒｐｓｄｒｔｏ，ｎｔｅｅｕｔｈｅａｌｉｏ
ａｌｚ．ｎａｙｅｄ、
Ｋｅｒｓａｌｔｌｒｎ；ｉ — ｅａ；ｏｕｔｅｓｓｔ－ｅｄａｋｙｗｏｄ：ｆｕｔｏｅａｔｔ — ｍｅｄｌｙｒｂｓｎｓ；ｔｅｆｅｂｃａ
摘要：对不确定时滞关联大系统，出了一种分散鲁棒容错控制方法。目的是当发生传感器或执行器故障以及具有参数不确针提
定时，系统仍保持渐进稳定。基于Ｌａｕｏ稳定性理论，出了该系统在传感器失效时具有容错性能的充分条件及控制器的设使ｙｐｎｖ给
计步骤，并将结果推广到执行器失效的情况。最后通过实例仿真验证了方法的正确性，对仿真结果进行了分析。并关键词：错；滞；容时鲁棒性；态反馈状ＤＯ：０７８．ｓ．０ — ３１００１６文章编号：０２８３（０００ — ２７０文献标识码：中图分类号：Ｐ７Ｉ１．７￣ｉｎ１２８３．１．．８３ｓ０２００１０ — ３１２１）１０２ — ３ＡＴ２３

不确定时滞系统的鲁棒容错控制

文章编号：１７—１６２０）３０９０６３５９（０７０－７－４Ｏ
不确定时滞系统的鲁棒容错控制
马喜成，李炜
（．徐州建筑职业技术学院电子信息工程系，１江苏徐州２１０；．兰州理工大学电气工程与信息工程学院，２０８２甘肃兰州７０５）３００
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｒｏｕｔｆｕｔｔｌｒｎｏｔｏｆａｋｎｆｌｅｒｕｃｒａｎｔ－ｅａｙｔｍｓｗａｔｄｅ．ｂｓａｌ—ｏｅａｔｃｎｒｌｏｉｄｏｉａｎｅｔｉｉｄｌｙｓｓｅｓｓｕｉｄｎｍｅ
被动容错控制中的完整性设计，由于其不需要额外增加硬件冗余、不需要进行故障检测与诊断且实时性好等优点，得到越来越深入的研究［］在工程实１．践中，制系统对安全性、靠性要求很高，在系控可但
Ｋｅｒｓａｌｔｌｒｎｏｔｏ；ｉ－ｅａｙｔｍ；ｔｍｅｄｌｙｓａｅｆｅｂｃｙｗｏｄ：ｆｕｔｏｅａｔｃｎｒｌｔｍｅｄｌｙｓｓｅ－ｉ－ｅａｔｔｅｄａｋ；ｌｅｒｍａｒｘｉｅｕｌｙｉａｔｉｑａｉ；ｎｎｔ
ＭＡ－ｈｎ，ＬＩＷｅＸｉｃｅｇｉ
（．ＤｅｔｆＥｌｃｒｃｌａｄＩｏｍａｉｎＥｎｉｅｒｎ１ｐ．ｏｅｔｉａｎｎｆｒｔｏｇｎｅｇ，ＸｕｈｕＩｓｉｕｔｆＡｒｈｉｅｔａｃｎｌｇｉｚｏｎｔｔｅｏｃｔｃｕｒｌＴｅｈｏｏｙ，Ｘｕｈｕ２１８ｚｏ２００，Ｃｈｉ；２Ｃｏｌｇｆｎａ．ｌｅｅｏＥｌｃｒｃｌｎｄＩｆｒａｉｎＥｎｉｅｒｎｅｔａｎｏｍｔｇｎｅｇ，Ｌａｚｏｉ．ｏｃ．，Ｌａｚｏ７０５ｉａｏｉｎｈｕＵｎｖｆＴｅｈｎｈｕ３００，Ｃｈｉａｎ）

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制
王景成
【期刊名称】《控制理论与应用》
【年(卷),期】1998(015)002
【摘要】本文主要研究了状态和控制同时存在滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制．问题，给出了对所有容许不确定性，被控对象可二次镇定和满足从于扰输入到控制输出的H∞范数界约束的无记忆状态反馈鲁棒H∞控制分析结果，得到了确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件．文中进一步把不确定系统的鲁棒H∞控制器设计问题等价为线性时不变系统的状态反馈标准H∞控制问题，并由此得到鲁棒H∞控制器综合设计方法．
【总页数】6页(P257-262)
【作者】王景成
【作者单位】浙江大学工业控制技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O231
【相关文献】
1.一类非线性不确定时滞系统鲁棒容错控制 [J], 陈明;童朝南
2.带有非线性扰动的不确定时滞系统鲁棒预测控制 [J], 俞华军
3.一类非线性不确定时滞系统鲁棒预测控制 [J], 周硕
4.具输入时滞的非线性不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制 [J], 侯晓丽;邵诚
5.非线性不确定时滞系统的鲁棒滑模控制 [J], 李钧涛;李庆富;史霄波
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非线性时滞系统的鲁棒完整性容错控制

ＬＵＯａ－ｕｎ，ＸｉｏｙａＷＵａ－ｉｇ，ＸｉｏｊｎＧＵＡＮｎｐｎＸｉ— ｉｇ
（ｅｔｅｏｔｒｏｔｏｎｉｌｇｎｏｍａｉｎＰｏｅｓｇ，ｎｈｎＵｎｖｒｉ，ＨｅｅＱｉｈａｇａ６０４，ｉａＣｎｒｆＮｅｗｏｋＣｎｒｌａｄＢｏｏｙＩｆｒｔｒｃｓｉＹａｓａｉｅｓｔｏｎｙｂｉｎｕｎｄｏ０６０Ｃｈｎ）
ｔ－ｅａｈｎｍｅｏｎｎｅｔｉｔｖｓｉａｅ．ＴｈｏｌｅｒｆｎｔｎｓｔｆｓＬｉｓｈｔｏｄｔｎｉｄｌｙｐｅｏｎｎａｄｕｃｒａｎｙｉｉｅｔｔｄｍｅｓｎｇｅｎｎｉａｕｃｉａｉｉｐｃｉｚｃｎｉｉ．Ｕｓｎｙ — ｎｏｓｅｏｉｇＬａ
一
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 Fra bibliotek 障的可靠控制问题；献文
Ｅ－ｓ研究了具有状态和控制输入时变时滞的不确１
定非线性系统的状态反馈鲁棒可靠镇定问题，但
文献［ —５均是假设系统全部状态可测的，实４］而
非线性函数满足Ｌｐｃｉ条件。利用Ｌａｕｏ稳定性理论．对传感器发生故障情况，出了系统渐近稳ｉｓｈｚｔｙｐｎｖ针提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Ｌ形式给出．于求解。最后的数值ＭＩ易算例和仿真结果证明了该方法的有效性。关键词：线性时滞系统；非自适应观测器；整性；完容错控制

容错控制理论及其应用(鲁棒容错控制,非线性系统的故障诊断与容错控制)

第! 卷第" 期 " 年月
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综述
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摘
5 容错控制理论及其应用 $
周东华
清华大学自动化系 ? 北京 $ # # # < @ 5
A B C DE
? F G H I B J K大学电气工程系德国 5
? : N 4 4 4 4 5 L MG B 0 O A PQMG B 0 G H J I B C D R H G S T H U C
周东华等 X 容错控制理论及其应用
B $ #
人员和财产的巨大损失 !如 " 年$ 月到" 年% 月的短短的 " 个月间 ’美国的 ( 种运载 # # $ # # # & 火箭 ) 大力神 * 雅典娜 * 德尔他* 共发生了% 次发射失败 ’造成了 ( 多亿美元的直接经 + ) + ) & 济损失 ’迫使美国航天局于 " 年% 月下令停止了所有的商业发射计划 ’对美国的航天 # # # 计划造成了严重的打击 !因此 ’ 人们迫切需要提高现代系统的可靠性与安全性 !基于解析冗余的动态系统的故障诊断与容错控制则为提高复杂系统的可靠性开辟了一条新的途径! 动态系统的容错控制 , 是伴随着基于解析冗余的故障 ’8 . / 0 1 2 3 0 4 5 . 6 1 7 3 6 1 5 3 0 2 7 诊断技术的发展而发展起来的 ! 如果在执行器 + 传感器或元部件发生故障时 ’ 闭环控制系

非线性系统鲁棒性控制策略研究

非线性系统鲁棒性控制策略研究现今，控制理论和应用广泛应用于机器人控制、工业自动化、电力系统、交通运输等领域，人们需要控制非线性系统以达到预期的目标。

然而，在实际控制应用中，非线性系统具有不确定性和复杂性，使得控制难度增加。

为应对这种挑战，研究人员们提出了许多方法，其中鲁棒性控制策略步入人们的视野。

鲁棒性控制的概述鲁棒性控制是协调控制器和被控对象，以适用于各种外部或内部干扰的控制方法。

该方法不需要任何先验知识和模型，使得系统在外部或内部扰动下表现出强鲁棒性。

鲁棒性控制方法的种类通常根据反馈信号的种类分为两大类：（1）全状态反馈鲁棒控制和（2）输出反馈鲁棒控制。

全状态反馈鲁棒控制使用系统所有状态的信息来修正干扰，有助于在广泛的干扰范围内保持良好的系统效果。

然而，状态变量的传感和反馈调整代价高，因此人们更多地关注输出反馈鲁棒控制。

非线性系统的鲁棒性控制非线性系统是由非线性微分方程构成的系统，它们的动态行为比线性系统更为复杂。

例如，非线性系统能够表现出振荡、混沌等行为。

为了使非线性系统具有良好的控制性能，鲁棒性控制相关算法被广泛研究。

非线性系统具有主要不确定性源，包括参数不确定性、外部扰动、仿射不确定性和模型误差。

传统的控制方法甚至可能使得不确定性和非线性引起的性能下降或系统不稳定。

迭代学习控制是非线性系统鲁棒性控制中一种灵活、容易实现的策略。

这种方法不依赖于任何专家先验知识，并且能够适应非线性系统的动态行为。

总的来说，迭代学习控制由两部分组成：跟踪器和学习器。

跟踪器通过根据期望的控制输入和输出跟踪来修正非线性系统的内部状态。

学习器通过适当的学习规则不断学习更新控制策略。

迭代学习算法的实现在迭代学习算法的实现中，其中一种常用的技术是神经网络。

对于神经网络的控制策略，要求其精细调整网络结构，以适应不同的控制任务。

特别需要非线性方法（例如神经广义预测模型控制策略），以适应高度非线性的系统行为。

此外，模糊控制器也常用于非线性系统中的鲁棒性控制。

不确定广义非线性时变时滞系统的鲁棒容错控制

第３２卷第１期
２１年３月０１
渤海大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｏａＵｉｒｔ（ａｒｃｎｅＥｉｏ）ｏｒａｏｈｉｎｖｓｙＮｔａＳｉｃｄｉＢｅｉｕｌｅｔｎ
Ｖｏ．３Ｎｏ１１２．Ｍａ．２ｌｒ０ｌ
１引言
广义系统在许多领域有关广泛的应用，如大规模系统，生物系统和航空航天技术等。由于广义系统能够描述比正常系统更加广泛的一类问题，因此受到许多学者的关注。在实际系统中，由于建模误差、元器件非线性、环境变化等因素的影响，一个数学模型不可能精确地描述一个动态系统，所以系统中的不确定因素是不可避免的，同时各种控制系统都存在着时滞，不确定和时滞都会破坏和影响系统的性能和稳定性。此外，在控制系统的实际运行过程中，系统的执行器、传感器或其它部件难免发
［ △Ａ △Ａ △Ｅ］战＝
（） Ⅳｌｔ［
Ⅳ２］
其中，，和 Ⅳ２ Ⅳｌ、是已知的适当维数实常数矩阵：（）由Ｌｂｓｕ可测函数构成的未知矩阵，ｔ是ｅｅｅｇ满足（）（），ｔＦｔห้องสมุดไป่ตู้≤ｌ这里为适当维数的单位矩阵。
不确定广义非线性时变时滞系统的鲁棒容错控制
王东，尹作友，王晓卉
（．海大学工学院，宁锦州１１０２营口职业技术学院。宁营口１５０）１渤辽２００；．辽１００

不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制

后通过具体的例子说明了该方法的有效性。
１系统的描述
考虑如下的不确定非线性切换系统：
（ｆ）＝（＋ △ ４）））＋（，＋ △ ）（＋Ｄ（．
已知常数矩阵；△ ４（为结构扰动的实值函数；△ 巨表示输人通道的不确定性； ∽ ：Ｒ
假设２存在ｍ个已知常数矩阵，使得未知非线性函数
）ｌＩ＜Ｉｌ０，ｉ＝１，２， … ，．
假设３存在一个正常数，有
（３）
（４）
ＩＩｌＩ＜＜ｌ
２稳定性分析
讨论不确定非线性切换系统（Ｉ）的稳定『生，为了后面的证明，先给出引理。
第３５卷
第２期
集宁师范学院学报
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＪｉｎｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ＿３５Ｎｏ．２
２０１３年６月
Ｊｕｎ．２０１３
不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制
基金项目：集宁师范学院科研项目“ 不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制 ” （项目编号：ＪＳＫＹ２０１３０２１）。
・
９１・
集宁师范学院学报
第３５卷
其中，
约束条件：
）是未知矩阵函数，且（（ｆ） ≤ ，，
，为适当维数的已知常数矩阵。），对于任意的 ∈ Ｒ ” ，满足以下
张越张瑜
乌兰察布０１２０００）
（集宁师范学院数学系，内蒙古

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性扰动．利用线性矩阵不等式方法，出该类问题有解的充分条件，得对任意容许的不确定性以及在一个预先指定的给使
传感器子集合中的传感器失效，应的闭环系统渐进稳定．实例仿真结果表明了方法的有效．相关ｔ词：非线性系统；滞；传感器失效容错控制｝线性矩阵不等式时
ｄ，，其一：ｉｒ …一中｛ａ，，ｇ，ｃ蓁
２推导结果
羹，，，闭故系可示一２环障统表为，． … 则
・８・８。
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第１期
张会珍等：确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制不
为表示传感器的可能失效，引入开关阵Ｆ，把它放在反馈控制阵Ｋ和状态（）间，并ｚ之其形式为Ｆ—
『（￡）ＩＩｘｔＩＩ（）ＩＩ（）Ｉ， ≤ Ｇ．
引理１设，Ｙ为任意２个相同维数的向量，￡为任意的一个正常数，２ ≤ ￡ｘ＋Ｙ假定则ｘｙＴ，（Ｂ）控，取状态反馈控制律Ａ，可选
Ｈ（）一Ｋｘ（），￡￡（）２
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大
庆
石
油
学
院
学
报
第３１卷
Ｖｏ１３１．
第１期
Ｎｏ．１２００７ Nhomakorabea ２月
Ｆｅ２０ｂ．０７
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＡＱＩＮＧＰＥＴＲＯＬＥＵＭＮＳＴＩＩＴＵＴＥ
不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制
具有Ｌｂｓｕｅｅｇｅ可测元素的未知时变矩阵，盲￡宣（），且（）￡≤ＪＩ为具有适当维数的单位矩阵．假设２存在已知的实值常数矩阵Ｇ使得未知的非线性向量函数ｆ（・）足有界性条件满
１问题描述
考虑不确定非线性时滞系统
（）一（￡Ａ＋ △ ￡）￡＋Ａ（ — ）砌（）ｏ（） ’ Ａ（）（）ａｔ＋￡＋ｆ（￡）１、
（）一￡， ∈ ［ｄＯ￡）ｔ一］，
ｆ
式中：￡为系统的状态向量，￡ ∈ ；（）系统的控制输入向量，（）ｍＡ，，Ｄ为适当维数（）（）Ｈ￡为Ｈ￡ ∈Ｒ；ＡｄＢ，的常数矩阵；Ａ为反映系统模型中时变参数不确定性的不确定实值矩阵；（・： ” Ｒ， △ ，）Ｒ一 ”为未知的非线
张会珍，邵克勇，宋金波，刘胜
（１．大庆石油学院电气信息工程学院，龙江大庆１３１｝２黑６３８．哈尔滨工程大学自动化学院，尔滨黑龙江哈
１００１）５０
摘
要：析一类不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制问题．系统包含时变参数不确定性、态时滞和未知非线分状
确定性引起的．随着对系统可靠性要求的提高，于不确定时滞系统的可靠控制的研究也越来越多［］关１，
对不确定时滞系统状态反馈可靠控制问题的研究也取得一些成果［．在现有的成果中，有时滞的不３］具确定非线性系统的鲁棒控制却不多见．笔者分析一类具有状态时滞的非线性不确定系统的状态反馈鲁棒容错控制问题，计出线性无记忆状态反馈控制器，得相应的闭环系统对任意容许的不确定性和给定传设使感器集合中任意传感器失效仍是渐进稳定的．
性向量函数；￡为连续的向量初值函数；为常数时滞，呶）＞Ｏ．对于系统（）假设嘲：１，假设１参数不确定性 △ ￡满足条件 △ ￡＝鹏（）其中Ｍ，为已知的实值常数矩阵，￡为Ａ（）Ａ（）￡Ｎ，Ｎ宣（）
式中：为反馈控制阵．在反馈控制律（）Ｋ２的作用下，系统（）１可改写成闭环形式
（）＝［￡Ａ＋Ｂ＋ △ ￡］（）ａ（一）ｏ（）１ＫＡ（）￡＋Ａｘ￡＋ｆ（￡），
（）＝￡，￡）ｔ∈ ［ｄＯ一］．ｆ
文献标识码：Ａ文章编号：００８１２０）１—０８一Ｏ１０ —１９（０７００８３
中圈分类号：２３２ＴＰ７．２
传感器失效一方面是由元器件质量、环境变化引起的，另一方面是由工程系统中不可避免的时滞和不
，、ｎ
收稿日期：０６—０ —０｝２０４３审稿人：伟建｝辑：丽芹任编郑
基金项目：黑龙江省教育厅科研项目（１１０２１５１２）
作者简介：珍（９９）女，士，师，张会１７一，硕讲主要从事鲁棒控制、错控制方面的研究．容