廣義系統(tǒng)的魯棒控制與容錯控制.pdf

1、廣義系統(tǒng)是一類形式更一般化的系統(tǒng)。許多實際系統(tǒng)用廣義系統(tǒng)模型描述起來更方便、自然，比如交聯(lián)大系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、電子網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)和化工過程等。近年來，廣義系統(tǒng)的理論與應(yīng)用問題一直吸引著國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注，目前關(guān)于廣義系統(tǒng)穩(wěn)定性、能控性以及能觀性等方面的理論已有相當(dāng)成熟的結(jié)果，但對廣義系統(tǒng)的容錯控制問題研究還不夠深入，其理論還有待于進(jìn)一步發(fā)展和完善。關(guān)于正常系統(tǒng)的H∞控制理論在過去10年引起了廣泛的關(guān)注。近來，一些結(jié)果推廣到廣義系統(tǒng)，并逐

2、漸發(fā)展成為當(dāng)今最重要的控制理論分支之一。本文對廣義系統(tǒng)的容錯控制和魯棒H∞控制問題進(jìn)行了探索。全文的結(jié)構(gòu)概括如下： (一)介紹了本文研究工作的背景。首先概述了廣義系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，并列舉了許多實例，說明廣義系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用背景；其次分別介紹了容錯控制的研究意義、發(fā)展現(xiàn)狀及研究方法；最后簡要介紹了本文的主要工作。 (二)研究了不確定連續(xù)和離散廣義系統(tǒng)的完整性控制器設(shè)計問題。分別利用代數(shù)Riccati不等式方法和Lyapun

3、ov方法，得到執(zhí)行器故障情形下的廣義系統(tǒng)具有完整性魯棒二次穩(wěn)定的充分條件，并且給出了相應(yīng)控制器的存在條件以及構(gòu)造方法。 (三)通過對更一般形式的執(zhí)行器和傳感器故障模型分析，研究廣義系統(tǒng)基于觀測器的H∞可靠性控制器設(shè)計問題。利用LMI，分別給出執(zhí)行器和傳感器故障情況下，廣義系統(tǒng)H∞可靠性控制器的存在條件和設(shè)計方法。同時還討論了狀態(tài)反饋增益變化情況下的廣義系統(tǒng)H∞可靠控制問題。 (四)利用線性矩陣不等式(LMI)方法，研究基

4、于觀測器的廣義系統(tǒng)混合H2/H∞性能的可靠性控制器設(shè)計問題。設(shè)計的目標(biāo)是：尋找一個控制器，當(dāng)系統(tǒng)的部分執(zhí)行器出現(xiàn)故障時，閉環(huán)廣義系統(tǒng)滿足H∞魯棒穩(wěn)定約束，而且優(yōu)化系統(tǒng)的H2性能。 (五)討論了廣義系統(tǒng)可靠保成本控制問題。用廣義代數(shù)Riccati不等式給出當(dāng)廣義系統(tǒng)正常以及部分執(zhí)行器出現(xiàn)故障時，控制器增益變化情況下的閉環(huán)廣義系統(tǒng)二次穩(wěn)定以及所給的成本函數(shù)有界的充要條件。用LMI方法，還討論了執(zhí)行器故障情形下的廣義系統(tǒng)H∞可靠控制問