非線性切換系統(tǒng)的可重構(gòu)性分析.pdf

1、系統(tǒng)故障，如執(zhí)行器故障和結(jié)構(gòu)損傷，可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能惡化，甚至導(dǎo)致災(zāi)難性的事故。為了提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，具有故障補(bǔ)償能力的容錯(cuò)控制受到了廣泛的關(guān)注，已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的一個(gè)非常重要的研究方向，并在許多新興領(lǐng)域得到了實(shí)際應(yīng)用。而本文所要研究的系統(tǒng)可重構(gòu)性正是評(píng)價(jià)系統(tǒng)容錯(cuò)能力的一個(gè)指標(biāo)，并對(duì)系統(tǒng)容錯(cuò)控制設(shè)計(jì)具有重大的指導(dǎo)意義。
　　本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，針對(duì)非線性系統(tǒng)以及非線性切換系統(tǒng)進(jìn)行可重構(gòu)性研究。文中首先回顧了可重

2、構(gòu)性方面的研究現(xiàn)狀，給出了發(fā)生執(zhí)行器故障的線性系統(tǒng)的可重構(gòu)性以及線性切換系統(tǒng)的可重構(gòu)性方面的研究成果，著重介紹了他們所定義的控制可重構(gòu)性的概念以及可重構(gòu)性評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取分析過程?；诂F(xiàn)有的研究成果，本文研究了非線性系統(tǒng)、非線性切換系統(tǒng)的可重構(gòu)性的相關(guān)問題，得到了較為廣泛和系統(tǒng)的研究結(jié)果，其主要包括：
　　(1)非線性系統(tǒng)的可重構(gòu)性。首先針對(duì)非線性系統(tǒng)的分段仿射(PWA)估計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了分段仿射控制器，并給出了該控制器能將原非線性系統(tǒng)

3、鎮(zhèn)定的充分條件。通過分析PWA系統(tǒng)的線性二次控制性能的上界，給出了非線性系統(tǒng)可重構(gòu)性的一個(gè)可以離線計(jì)算的評(píng)價(jià)指標(biāo)。另外還給出了對(duì)于給定的控制性能要求，非線性系統(tǒng)可重構(gòu)的充分條件。最后，用一個(gè)飛機(jī)縱向飛控系統(tǒng)的仿真實(shí)例來闡明所提出方法的可行性。
　　(2)非線性切換系統(tǒng)的可重構(gòu)性。首先回顧了Scherpen所提出的從能量方面出發(fā)所提出的非線性可控性和可觀性函數(shù)，基于此利用LaSalle不變?cè)碚业搅嗽谝欢僭O(shè)條件下將系統(tǒng)狀態(tài)由初值轉(zhuǎn)