基于LMI方法容錯(cuò)控制的理論研究與應(yīng)用.pdf

1、容錯(cuò)控制作為一門新興的交叉學(xué)科,其研究意義就是要盡量保證動態(tài)系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)仍可以穩(wěn)定運(yùn)行,并且可以滿足期望的性能指標(biāo)。近年來,容錯(cuò)控制理論發(fā)展十分迅速,在可靠鎮(zhèn)定、系統(tǒng)重構(gòu)和完整性設(shè)計(jì)等方面都取得了很多成果。
　　 本文主要以線性矩陣不等式作為主要的研究工具,研究了基于虛擬執(zhí)行器的重構(gòu)容錯(cuò)控制和一類不確定性系統(tǒng)的最優(yōu)容錯(cuò)跟蹤控制,而后將理論成果在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)字仿真驗(yàn)證,最后運(yùn)用到三自由度直升機(jī)模型的實(shí)物仿真平臺上。本文的主要

2、內(nèi)容可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面;
　　 1.研究了基于虛擬執(zhí)行器的重構(gòu)容錯(cuò)控制。分別對于執(zhí)行器部分失效和執(zhí)行器完全失效的情況設(shè)計(jì)了兩種重構(gòu)控制律,當(dāng)執(zhí)行器部分失效時(shí),提出了一種基于Lyapunov理論的重構(gòu)控制律。當(dāng)某些執(zhí)行器完全失效時(shí),提出了一種基于D穩(wěn)定極點(diǎn)配置和H∞干擾抑制理論的重構(gòu)控制律,運(yùn)用LMI技術(shù)尋找可行解,并在理論上進(jìn)行了嚴(yán)格的證明,數(shù)字仿真結(jié)果表明了所提算法的有效性。
　　 2.研究了一類不確定性系統(tǒng)的最優(yōu)容

3、錯(cuò)跟蹤控制。設(shè)計(jì)控制器使系統(tǒng)在執(zhí)行器發(fā)生故障的情況下,其輸出仍可以接近期望參考信號,并且能使給定的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。分別對于故障模型的兩種情況進(jìn)行了分析和控制器的設(shè)計(jì),并在理論上進(jìn)行了嚴(yán)格的證明,數(shù)字仿真結(jié)果表明了所提算法的有效性。
　　 3.介紹了加拿大Quanser公司的三自由度直升機(jī)模型的軟硬件結(jié)構(gòu),分析了系統(tǒng)的動力學(xué)特性,并介紹了三個(gè)自由度的數(shù)學(xué)模型。并將“基于虛擬執(zhí)行器的重構(gòu)容錯(cuò)控制”算法在三自由度直升機(jī)實(shí)物仿真平臺上