基于BMI方法的多指標容錯控制設計.pdf

1、南京理工大學碩士學位論文基于BMI方法的多指標容錯控制設計姓名：杜忠平申請學位級別：碩士專業(yè)：運籌學與控制論指導教師：王遠鋼20080601A b s t r a c tF a u l t - t o l e r a n tc o n t r o li sak i n do fc o n t r o lt h a t c a n g u a r a n t e et h es y s t e m s r u n s t a b l ya

2、 n d k e e pt h ed e s i r e dp e r f o r m a n c ee v e ni ft h e r ea r ef a i l u r e s i nt h es y s t e m s ．F a u l t - t o l e r a n tc o n t r o l t e c h n o l o g y p r o v i d e s o n e w a y f o r t h ec o n

3、t r o lo f s y s t e m si nc o m p l e x e n v i r o n m e n t s ．W i t hb i l i n e a rm a t r i x i n e q u a l i t y ( B M I ) ，l i n e a rm a t r i x i n e q u a l i t y ( L M I ) a n dm a t r i xa n a l y s i sa st

4、o o l s ，t h i sp a p e ra t t e m p t s t o s t u d y t h ef a u l t —t o l e r a n tc o n t r o l p r o b l e m sf o ra c l a s so f l i n e a r c o n t i n u o u s ．t i m e s y s t e m s w i t h m u l t i —i n d e x c

5、 o n s t r a i n t a n dp r o v i d e s e f f e c t i v ea l g o r i t h m s t o s o l v e t h e d e s i r e do u t p u tf e e d b a c k g a i n ．I t s p u r p o s ei s t o p r o v i d eb a s i st h e O r e t i c a l l y

6、a n dn u m e r i c a l l y f o rt h ef a u l t —t o l e r l a n t c o n t r o lo fe n g i n e e r i n gs y s t e m sw i t hm u l t i ．r e q u i r e m e n t s ．T h em a i n c o n t e n to f t h i sp a p e r i s a sf o l l

7、 o w s ．1 、) F a u l t ．t o l e r a n to u t p u t - f e e d b a c k c e n t r e l w i t h p o l ea s s i g n m e n tF i r s t ．a(chǎn)n e w B M I f o r m u l a t i o ni s p r o v i d e df o rt h es o l v a b i l i t yo f t h

8、ec o n t r o lp r o b l e m ．T h e nf o l l o w i n g t h ee x i s t i n gp a t h —f o l l o w i n gm e t h o d f o r s o l v i n gB M I p r o b l e m ，a l li t e r a t i v eL M I a l g o r i t h m i sp r o p o s e d t o

9、l o c a l l ys e a r c h t h ed e s i r e do u t p u t ·f e e d b a c kg a i n ．F u r t h e r m o r e ，w h i l e t h ep o l e p l a c e m e n tp r o b l e ma d m i t sad e s i r e do u t p u t - f e e d b a c k ，b y

10、m i n i m i z i n gt h es u m o f t h ea b s o l u t ev a l u eo f t h eg a i nm a t r i xe l e m e n t s ，a l la l g o r i t h mi sp r o p o s e dt of i n dal o w - c o s to u t p u tf e e d b a c kg a i n ．T h e l o w

11、·c o s th e r em e a n s t h ef e e d b a c k g a i nh a sa sm o r ez e r oe l e m e n t sa sp o s s i b l e ．T h es i m i l a rs t u d y i se x t e n d e d t ou n c e r t a i ns y s t e m ．2 、F a u l t - t o l e r

12、a n t o u t p u t - f e e d b a c k c o n t r o l w i t h p o l ea s s i g n m e n ta n d H —i n f m i t yT h e a b o v e m e t h o d t os o l v ep o l e —c o n s t r a i n e d o u t p u t - f e e d b a c ki se x t e n d

13、 e dr e s p e c t i v e l yt ot h ep r o b l e m sw i t h r e g i o n a lp o l ep l a c e m e n t a n d H —i n f i n i t y b o u n d ．A ni t e r a t i v ea l g o r i t h mi s p r o p o s e dt os o l v et h ea s s o c i a

14、 t e dp r o b l e m sr e s p e c t i v e l y ．M o r e o v e r , a na l g o r i t h mi sa l s og i v e n t os o l v e t h eH ．i n f i n i t y o u t p u t —f e e d b a c kg a i n u n d e r c o n s t r a i n t so f p o l ea

15、 s s i g n m e n t ．3 、F a u l t ．t o l e r a n to u t p u t ．f e e d b a c kc o n t r o lw i t h c o n s t r a i n t s o n p o l ea n d v a r i a n c eB y p e r t l l 】_ b a t i o nl i n e a r i z a t i o n o f B M I ，f

16、 a u l t - t o l e r a n to u t p u t —f e e d b a c kc o n t r o li ss t u d i e df o rs y s t e m s w i t h c o n s t r a i n t s o np o l e a s s i g n m e n t a n ds t e a d y o u t p u t v a r i a n c e ，a n d a l l

17、a l g o r i t h m i sp r o p o s e d t os o l v e t h e c o r r e s p o n d i n g p r o b l e m si t e r a t i v e l y ．F o r t h e t h r e e c l a s s e s o ff a u l t ．t o l e r a n t c o n t r o l p r o b l e m s c o

18、n s i d e r d e d ，n u m e r i c a le x p e r i m e n t s a r e p r o v i d e dr e s p e c t i v e l y t o d e m o n s t r a t e t h ee f f e c t i v e n e s s o ft h ep r o v i d e da l g o r i t h m s ．K e v w o r d s

19、：F a u l t ．t o l e r a n t c o n t r o l ，a c t u a t o r f a i l u r e s ，p o l ep l a c e m e n t ，H 。a t t e n u a t i o n l e v e l ，o u t p u t v a r i a n c e ，b i l i n e a rm a t r i xi n e q u a l i t y ，p a t