摘要：研究了模糊离散系统在同时具有极点指标、H_∞指标和方差指标约束下的容错控制器设计问题.利用分解和等价原理,将非线性系统多指标约束下的可靠控制问题,转换为一系列线性极限子系统多性能指标约束下的容错控制器设计问题;提出了一种新的多指标约束容错控制系统设计方法,详细分析了各相容指标的取值范围;并给出了相容指标约束下的容错控制器设计步骤.

摘要：基于容错控制系统因重构控制切换而引起故障后系统瞬态特性要求的考虑,提出针对执行机构故障的一种新型容错控制器设计的方法.其基本思路是将基于参考模型的自适应调节机构集成于容错控制器的设计.该设计方法一方面保证了重构控制器切换时具备良好的瞬态性能,同时也保障了故障发生时和发生后系统的安全性.仿真实例验证了该设计方法的有效性.

摘要：研究线性状态时滞不确定系统传感器和执行器同时失效的容错控制问题。在Lyapunov稳定性分析的基础上,利用H∞控制设计方法和线性矩阵不等式处理方法,给出了带有时滞的状态反馈控制的设计方案。采用该方案设计的容错控制系统能够在保证系统闭环稳定的同时满足给定的H∞性能指标,而且能够减小时滞所带来的影响。通过仿真算例验证了该方法的有效性。

摘要：针对线性系统,提出了抵御系统执行器故障和不确定性的状态反馈区域稳定可靠控制设计问题.通过对具有连续增益故障控制系统的分析,给出了区域稳定可靠控制器存在的充分条件和设计方法.所设计的区域稳定可靠控制器可以消除执行器故障对闭环系统极点配置的影响.使用线性矩阵不等式(LMI)表示的结果能够容易得到可靠控制增益的数值解.通过CH-47双旋翼直升机的实例仿真验证了该结果的可行性.通过比较区域稳定正常控制系统和可靠控制系统,进一步说明对系统进行可靠控制设计的必要性.

摘要：研究模糊非线性系统在同时具有区域极点、H∞和方差约束下的容错控制器的设计.利用分解和等价原理,将模糊非线性系统多性能指标约束下的可靠控制问题,转换为一系列线性极限子系统的容错控制器的设计问题;利用线性矩阵不等式理论,给出多性能指标约束下的线性系统容错控制器设计方法,分析了相容指标的取值范围,并给出相容指标约束下的容错控制器设计步骤.仿真实例验证了结果的有效性.

摘要：针对一类带有执行器故障、非线性不确定性以及外界干扰的混沌系统,设计一个鲁棒自适应容错控制器,来实现主从混沌系统之间的同步容错控制。不需要知晓准确的故障信息以及外界干扰的上界,根据自适应律在线估计未知量。结合自适应控制技术,设计鲁棒自适应容错控制器,使得无论执行器是否有故障发生,主从两个混沌系统都能够实现同步。以经典的蔡氏混沌电路系统为例进行数值仿真,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可行性。

摘要：针对存在外部干扰、控制饱和以及执行器故障的航天器姿态跟踪控制问题,提出了基于反步法的有限时间控制方案。通过引入一类新型的具有有限时间收敛特性的积分式滑模面,设计了满足多约束的有限时间容错姿态跟踪控制器,并利用参数自适应方法使控制器设计不依赖于系统惯量信息和外部干扰的界。该容错控制方案的设计无需在线故障信息检测、分离甚至控制器重构,并显式地考虑了执行器输出的饱和幅值要求。稳定性分析表明:在控制饱和甚至执行器故障等多约束的条件下,本文所设计的控制器不仅保证了姿态跟踪的有限时间收敛性,且对于执行器故障具有优越的容错能力;数值仿真分析进一步验证了该控制器的控制性能,以及对外部干扰和系统不确定性的鲁棒性。

摘要：针对具有输入时滞的多阶段间歇过程,考虑执行器故障影响,提出了无穷时域优化混杂容错控制器设计方法。该方法首先将给定具有输入时滞的模型转化为新的无时滞的状态空间模型,接着再将此模型转换为包含状态变量误差和输出跟踪误差的扩展状态空间模型,并用切换系统模型表示,然后引入有限时域的二次目标函数,利用最优控制理论,设计出在无穷时域中容错控制器。为获得最小运行时间,针对不同阶段设计依赖于Lyapunov函数的驻留时间方法。创新之处在于,控制律设计简单,计算量小,且每一阶段时间求取不需要引用任何其他变量,简单易行。最后,以注塑成型过程为例,仿真结果证明所提出方法具有可行性和有效性。

摘要：针对推力矢量飞机(TVA)在超机动飞行中的舵面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰等问题,提出了一种鲁棒故障检测与辨识和指令滤波容错控制(RFDI–CFFTC)系统设计方法.首先针对TVA故障模型提出了一种基于多观测器的RFDI机制,通过引入自适应律和观测器来补偿参数摄动和外界干扰的影响,实现对舵面故障和执行器故障的准确检测与辨识,同时准确估计故障程度;然后在RFDI的基础上,设计了CFFTC容错控制律,实现包容舵面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰的TVA容错控制,同时改善了传统反步法中的“微分爆炸”问题;最后对RFDI–CFFTC系统的稳定性进行了证明.MATLAB/Simulink仿真验证了本文方法的有效性.

摘要：针对同时存在假数据注入(FDI)攻击与执行器故障的工业信息物理融合系统(ICPS),在离散事件触发机制(DETCS)下,综合应用Lyapunov稳定性理论及更具少保守性的仿射Bessel-Legendre不等式,研究执行器故障与FDI攻击估计、综合安全控制与通讯协同设计问题.从主动防御攻击的态势入手,综合考虑通讯资源与计算资源的高效利用与合理分配,给出DETCS下的ICPS综合安全控制架构,将鲁棒估计器与综合安全控制器的设计统一于同一非均匀数据传输机制下.将执行器故障与FDI攻击增广为同一向量,给出系统状态、增广故障鲁棒估计器的设计方法.基于所得估计结果并结合事件触发条件,对执行和传感双侧网络中的FDI攻击分别采用分离与补偿的防御策略,对执行器故障进行故障调节,给出综合安全控制器设计方法,实现对FDI攻击和执行器故障主动容侵和主动容错的综合安全控制与通讯协同设计.通过数值算例和四容水箱实例,仿真验证了提出方法的有效性.