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带有执行器饱和的奇异李普希兹系统的容错控制

作　者: 杨文龙
导　师: 王一晶
学　校: 天津大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 奇异系统执行器饱和容错控制自适应控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

奇异系统被广泛应用于工程系统、社会系统、经济系统、生物系统等领域。鉴于奇异系统具有非严格真传递函数、非正则、脉冲或非因果性等性质，近年来对于奇异系统的分析与控制引起了广泛的研究。几乎所有的物理系统都会具有饱和约束，如执行器饱和或传感器饱和。这些饱和情况的出现会给系统的性能和稳定性带来不利影响。因此，对于带有执行器饱和的系统的稳定性分析和控制器设计问题引起了广泛的关注。众所周知，控制系统出现的未知故障可能会带来巨大的灾难，甚至造成严重的人员伤亡。因此，为了提高控制系统的可靠性，对于容错控制问题的研究吸引了众多科学家的目光。本文研究了带有执行器饱和的奇异Lipschitz系统的容错控制问题，全文的主要内容概括如下：首先，讨论了带有执行器饱和与L₂/L_∞扰动的奇异Lipschitz系统的容错控制问题。通过设计固定增益控制器，使得闭环系统在任意可能的故障和执行器饱和下均实现正则、无脉冲、解的存在性和唯一性以及稳定性。同时还分析了闭环系统的L₂/L_∞性能。通过求解相应的优化算法可以实现对性能指标的优化。其次，研究了带有执行器饱和与L₂/L_∞扰动的奇异Lipschitz系统的自适应容错控制问题。引入自适应控制机制，通过在线更新控制器的参数补偿执行器故障对系统的不利影响，得到了优于固定增益控制器的结果。最后，将带有执行器饱和的奇异Lipschitz系统的容错控制问题推广到离散系统。主要讨论了闭环系统解的唯一性与稳定性问题。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
符号表  7-8
第一章绪论  8-15
  1.1 奇异系统  8-10
    1.1.1 奇异系统简介  8-9
    1.1.2 奇异系统发展现状  9-10
  1.2 容错控制及发展现状  10-11
  1.3 自适应控制  11-13
  1.4 执行器饱和奇异系统的容错控制  13-14
  1.5 论文结构及安排  14-15
第二章预备知识  15-21
  2.1 基本定义  15-16
  2.2 本文常用的引理  16-17
  2.3 稳定性理论  17-21
    2.3.1 Lyapunov稳定性及指数稳定  17-18
    2.3.2 奇异系统稳定性判据  18-21
第三章执行器饱和奇异Lipschitz系统的容错控制  21-34
  3.1 问题描述  21-22
  3.2 稳定性分析  22-29
    3.2.1 L_2扰动下稳定性分析  23-26
    3.2.2 L_∞扰动下稳定性分析  26-29
  3.3 受限L_2增益与L_∞性能  29-31
    3.3.1 受限L_2增益性能  29-30
    3.3.2 L_∞性能  30-31
  3.4 数值仿真  31-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章执行器饱和奇异Lipschitz系统的自适应容错控制  34-43
  4.1 问题描述  34
  4.2 稳定性分析  34-40
    4.2.1 L_2扰动下稳定性分析  34-37
    4.2.2 L_∞扰动下稳定性分析  37-40
  4.3 受限L_2增益与L_∞性能  40
  4.4 数值仿真  40-42
  4.5 本章小结  42-43
第五章执行器饱和奇异Lipschitz离散系统的容错控制  43-48
  5.1 问题描述  43-44
  5.2 主要结论  44-47
  5.3 数值仿真  47
  5.4 本章小结  47-48
第六章总结与展望  48-50
  6.1 总结  48
  6.2 展望  48-50
参考文献  50-54
发表论文和参加科研情况说明  54-55
致谢  55

带有执行器饱和的奇异李普希兹系统的容错控制

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