基于逆系統(tǒng)方法的主動容錯控制研究.pdf

1、本文以非線性系統(tǒng)為研究對象，基于逆系統(tǒng)方法研究了SISO系統(tǒng)、MIMO系統(tǒng)的主動容錯控制問題，主要進行了以下幾方面的研究工作：
　　 1)針對具有一定故障先驗知識的非線性系統(tǒng)，為解決多模型主動容錯控制在應對系統(tǒng)發(fā)生未知故障時控制律計算的快速性問題，提出了一種基于RBF逆系統(tǒng)方法的多模型內模主動容錯控制方案。采用RBF對系統(tǒng)正常及各種先驗故障情形的逆系統(tǒng)建模，并由此建立動態(tài)系統(tǒng)逆模型庫，基于逆系統(tǒng)方法將逆模型與系統(tǒng)串聯(lián)形成一偽線性

2、系統(tǒng)，并對其設計了具有良好魯棒性能的內?？刂破?。系統(tǒng)實際運行時，監(jiān)控決策機制依據(jù)系統(tǒng)性能容忍度指標和模型失配度指標的時實計算分析，診斷系統(tǒng)所處運行模式，調用與之匹配的RBF逆模型，使系統(tǒng)始終通過模型切換與其逆模型的串聯(lián)保持為不變的偽線性系統(tǒng)，從而在無需改變內?？刂破鞯那闆r下，實現(xiàn)了對系統(tǒng)故障的主動容錯。
　　 2)針對實際系統(tǒng)故障先驗知識不易獲取等問題，提出了一種基于RBF逆系統(tǒng)方法的故障診斷和調節(jié)的設計方法。通過設計基于非線性

3、被控對象RBF逆模型的故障估計器來估計執(zhí)行器故障，同時將RBF逆模型與被控對象串聯(lián)成偽線性的復合系統(tǒng)，并引入內?？刂?。采用故障估計值作用于被控對象的逆系統(tǒng)，以產生相應的補償，最終使被控對象和補償后的逆系統(tǒng)串聯(lián)仍能保持為不變的偽線性系統(tǒng)，從而在無需改變系統(tǒng)正?？刂破鲄?shù)的情形下，以逆系統(tǒng)補償?shù)姆椒ㄟ_到容錯控制的目的。
　　 3)針對實際系統(tǒng)存在不確定性及各種時變故障，將小樣本建模方法LS-SVM引入用于系統(tǒng)的逆建模，借助數(shù)據(jù)驅動控

4、制思想和無模型自適應控制方法，設計一個補償控制器，用于系統(tǒng)參數(shù)攝動或發(fā)生故障時的逆模型的實時補償，使系統(tǒng)在無需改變主控制參數(shù)情形下，以自適應逆補償?shù)姆椒?，使得系統(tǒng)輸出可以準確跟蹤參考輸出。
　　 4)針對狀態(tài)空間形式的多變量非線性可逆系統(tǒng)，首先將逆系統(tǒng)方法引入，提出一種基于逆系統(tǒng)方法的多變量非線性系統(tǒng)故障診斷方法，通過設計非線性魯棒滑模觀測器實現(xiàn)狀態(tài)估計，并結合逆系統(tǒng)方法，實現(xiàn)多變量非線性系統(tǒng)的執(zhí)行器故障診斷。在此基礎上又設計基