線性多變量系統(tǒng)中基于LMI方法的完整性控制器設(shè)計(jì)研究.pdf

1、完整性控制器是指針對MIMO系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制器，設(shè)計(jì)出來的控制器可以使得閉環(huán)系統(tǒng)在傳感器或者執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)仍然保持穩(wěn)定，并且具有良好的性能，由于傳感器和執(zhí)行器是在實(shí)際系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的部件，因此對完整性控制器的研究具有很高的應(yīng)用價(jià)值，這也是容錯(cuò)控制的熱點(diǎn)問題。 本文討論了線性多變量系統(tǒng)的一些完整性條件和在該條件下的完整性控制器的設(shè)計(jì)問題。本文先后采用(0，1)和[0，1]兩種數(shù)學(xué)故障模型來描述執(zhí)行器和故障器的故障情況，0表示

2、斷路，1表示正常，如果處于0～1之間則表示傳輸信號(hào)的衰減。本文對系統(tǒng)全部采用Lyapunov方法，通過LMI工具箱求解出控制器，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在該控制器的控制作用下，系統(tǒng)在執(zhí)行器或故障器發(fā)生故障的情況下仍能保持穩(wěn)定。 本文研究了以下問題： (1)研究了線性定常系統(tǒng)的完整性控制器設(shè)計(jì)問題，給出了系統(tǒng)在含有傳感器故障、執(zhí)行器故障情況下的狀態(tài)反饋和輸出反饋兩種完整性控制器的充分條件，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了滿足條件的完整性控

3、制器。 (2)基于LMI理論，給出了線性定常系統(tǒng)具有極點(diǎn)約束的輸出反饋完整性控制器存在的充分條件，并在此基礎(chǔ)上提出一種輸出反饋完整性控制器的設(shè)計(jì)方法，使得當(dāng)傳感器或執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定，且閉環(huán)極點(diǎn)位于左半復(fù)平面的指定區(qū)域，仿真例子說明了該方法的有效性。 (3)研究了時(shí)滯系統(tǒng)的完整性控制器方案。采用線性矩陣不等式方法，得出了連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)在執(zhí)行器失效、傳感器故障時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)仍然漸近穩(wěn)定的完整性控制器存在的充分條件