摘要：针对连铸结晶器振动位移系统存在伺服电机驱动单元等执行器故障和负载转矩扰动问题,本文提出一种基于嵌套自适应观测器的有限时间容错策略.首先,设计一种嵌套自适应观测器在线估计由执行器故障和负载转矩扰动构成的综合不确定项;其次,采用分层设计与终端滑模相结合的方法,分别对位移子系统和电流环子系统设计全阶滑模控制器(FOSMC)和终端滑模控制器补偿综合不确定项,并通过引入一阶低通滤波器来提高控制信号的连续性.理论分析表明,本文所提容错控制策略能够保证闭环系统所有状态有限时间稳定;最后,通过仿真对比研究验证了本文所提控制策略的有效性.

摘要：针对航天器近距离操作过程中追踪航天器位姿控制系统执行器故障问题,提出了一种直接自适应容错控制方法,保证了追踪航天器在发生执行器故障下的自身稳定性和对目标航天器位姿状态的渐近跟踪性能.基于对偶四元数的航天器位姿一体化控制系统模型,首先,假设故障已知,设计标称控制信号;然后,设计自适应更新律对标称控制信号中的未知参数进行估计,构成自适应控制信号;最后,利用多Lyapunov函数对多故障模式下的系统性能进行分析.仿真结果表明了所提方法的有效性.

摘要：针对执行机构故障下的运载火箭姿态指令跟踪问题,在考虑内部未建模动态、外部不确定干扰等因素的影响下,设计了一种基于新型扩张状态观测器(ESO)的自适应滑模容错控制器。首先,基于一种新型级联降阶扩张状态观测器,对系统的未建模动态、外部干扰等不确定性进行估计。在此基础上,结合滑模控制理论,设计了一种固定时间收敛的自适应滑模控制律,能够获得观测器干扰估计误差的上界信息,同时消除滑模控制的抖振现象。通过李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,所提出的基于新型扩张状态观测器的自适应滑模容错控制器在执行机构故障情况下仍具有较好的跟踪性能和抗扰能力。

摘要：针对固定翼无人机纵向轨迹跟踪控制问题,基于反馈线性化和模型跟随控制设计基础控制器,实现无故障情况下闭环系统的稳定和轨迹渐近跟踪控制。考虑固定翼无人机的执行器可能发生不同类型及大小的故障,分别针对各种不同故障模式设计与之对应的补偿控制器。为综合解决执行器故障的多重不确定性问题,采用加权融合与自适应控制相结合的方式设计综合控制器结构,并对与故障相关的控制器参数进行估计。最后,通过在基础控制器设计中添加H_(∞)补偿项,以抑制故障补偿控制器参数估计误差对闭环系统输出跟踪性能造成的不利影响。理论分析和仿真结果表明,所提出的控制方案不仅能保证闭环系统的稳定性,而且在发生不确定执行器故障的情况下,固定翼无人机姿态控制系统输出能渐近跟踪给定的参考模型输出,通过设计适当的H∞补偿器参数可以改善故障补偿控制过程中的瞬态性能。

摘要：研究隐蔽式攻击下网络化控制系统状态与执行器故障的联合区间估计问题.首先,根据隐蔽式攻击信号的特性,得到隐蔽式攻击信号的上下界信息;然后,将执行器故障视为增广状态,构造与原系统等价的增广系统,基于所得到的增广系统和隐蔽式攻击信号的上下界信息,利用L_(∞)滤波理论设计鲁棒增广状态区间观测器,从而得到系统状态与执行器故障的联合区间估计;最后,通过仿真实例验证所提出方法的有效性和优越性.

摘要：飞机防滑刹车系统是确保飞机安全起飞、着陆和滑跑的重要航空机电系统.除了其动力学中的强非线性、强耦合以及参数时变外,潜在的执行器等组件故障也会严重降低防滑刹车系统的安全性与可靠性.为满足故障及扰动状态下系统的性能需求,本文提出了一种基于自适应线性自抗扰控制的飞机防滑刹车系统重构控制方法.根据飞机防滑刹车系统的组成结构及工作原理对其进行数学建模,并对执行器注入故障因子.设计了自适应线性自抗扰重构控制器,同时分析了整个闭环系统的稳定性.该控制器将组件故障、外部干扰以及测量噪声等视为总扰动,根据状态误差反馈和系统输出信息,利用BP神经网络在线优化更新扩张状态观测器和状态误差反馈律参数,从而更精确地观测与补偿总扰动带来的不利影响.最后,在不同跑道环境下的仿真结果验证了所提出重构控制器的适应性和鲁棒性.

摘要：针对多智能体系统中存在的不确定性、参数摄动和执行器故障等问题,设计了分布式容错控制方法.建立了包含不确定性的多智能体系统乘性和加性故障数学模型,在领导者和领域内智能体状态量的基础上,通过引入参数自适应律和符号函数设计出分布式容错控制律,采用Lyapunov定理证明了设计的容错控制系统的稳定性.通过对无人机编队的仿真结果表明,所提控制方法与自适应协同容错控制方法相比表现出了更优的稳定性、准确性和快速性,速度和航迹角的最大误差分别仅为0.3 cm/s和0.1°,表现出了优良的容错性能.

摘要：随着微电网信息侧和物理侧的耦合日益紧密,软件密集型控制器和电力电子设备的大规模应用增加了微电网遭受攻击和故障的可能性,从而影响微电网的稳定运行。为此,针对孤岛交流微电网控制通道中潜在的执行器故障和传感器故障,提出了一种基于固定时间一致性算法的分布式容错二次控制策略。首先,建立了同时计及执行器故障和传感器故障的下垂控制模型。其次,分别设计了上层分布式一致性控制算法和下层本地容错控制算法,分析了控制器对未知故障的抑制机理,从理论上证明了所提分布式容错二次控制策略的固定时间收敛特性,并进一步观测了传感器故障信号的波形。最后,算例仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

摘要：针对四旋翼飞行器执行器故障的问题,提出了一种基于自适应观测器的积分反演滑模容错控制策略,以保证飞行器的安全性和可靠性。建立考虑执行器故障的四旋翼飞行器动力学模型;设计一种自适应故障估计观测器用来观测系统的状态和估计故障信息;采用积分反演和滑模控制相结合的方法分别设计姿态容错控制器和位置控制器,完成姿态和位置的轨迹跟踪。仿真结果表明:该控制策略能够在执行器故障的情况下快速精确跟踪期望信号。

摘要：针对受执行器故障的非线性机器人系统,提出一种加权快速终端滑模主动容错控制方法。首先利用观测器估计机器人系统中的执行器故障信息,并通过自适应律对故障未知的界进行估计。然后根据机器人各关节的加权位置误差进一步设计快速终端滑模控制器对获得的故障信息做出补偿,从而实现有限时间主动容错控制。通过李雅普诺夫函数法证明了闭环系统的稳定性,并采用两关节机器人验证了方案的有效性。该方案可以通过对不同关节位置误差权重值的分配来相应地补偿故障的影响,能够在有限时间内使得机器人位置跟踪误差快速收敛且跟踪精度得到提高。