非線性系統(tǒng)執(zhí)行器故障容錯控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程技術(shù)系統(tǒng)的復雜化，系統(tǒng)的安全性和可靠性越來越受到人們的關(guān)注，容錯控制應運而生，它的主要目的是在控制系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，仍然保持系統(tǒng)的安全性和可靠性，并盡可能使系統(tǒng)保持一定的性能。迄今，線性系統(tǒng)的容錯控制理論已經(jīng)基本成熟，但是，非線性系統(tǒng)的容錯控制研究取得的成果相對較少，本文對非線性系統(tǒng)容錯控制進行了一些研究。
　　首先，本文闡述了非線性容錯控制系統(tǒng)的設(shè)計策略，容錯控制系統(tǒng)的設(shè)計策略分為兩部分:冗余設(shè)計和故障補償。一部

2、分，一種特定的冗余被引入到控制器中，生成的閉環(huán)系統(tǒng)不論是在所有執(zhí)行器都正常工作時，還是其中一個執(zhí)行器出現(xiàn)故障的情況下都能呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài);另一部分，在模糊邏輯系統(tǒng)的基礎(chǔ)上應用在線容錯控制方案，閉環(huán)穩(wěn)定性的實現(xiàn)基于Lyapunov原理，閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是通過使用修正的控制律來實現(xiàn)的。與現(xiàn)有結(jié)果比較，更新的控制律使得所有閉環(huán)系統(tǒng)的參數(shù)是有界的。在非線性系統(tǒng)的故障檢測時，提出了一種新的殘差閾值達到最小的故障檢測和診斷方法，對不確定非線性系統(tǒng)進行

3、故障調(diào)節(jié)是通過微分同胚變換，用滑模參數(shù)辨識方法獲得了針對執(zhí)行器發(fā)生故障的魯棒控制算法，這種算法，不需要對執(zhí)行器的故障參數(shù)辨識，也不需要對非線性系統(tǒng)的輸出進行求導，或者要求滿秩的條件。該控制器是一種簡化模式的控制器，即用一個一階穩(wěn)定系統(tǒng)來代替一個更高階的跟蹤問題，通過引入滑?？刂苼淼窒驕p緩在實際動態(tài)與由故障導致的動態(tài)之間存在的干擾。冗余設(shè)計的優(yōu)點是，它無需知道故障的位置和大小，而且在沒有故障檢測的情況下即可實現(xiàn)，從而減少了計算時間，避免

4、了由于故障檢測所帶來的錯誤警報，非檢測以及相應的時延。故障補償?shù)膬?yōu)勢在于可以實時地處理因故障所引起的動態(tài)現(xiàn)象。
　　其次，針對具有某類未知狀態(tài)的非線性系統(tǒng)，應用模糊理論，設(shè)計相應的控制器來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性以及局部收斂性能。非線性系統(tǒng)的故障估計采用的是快速的自適應故障估計算法，設(shè)計了一種自適應模糊滑?？刂破?，使得當系統(tǒng)發(fā)生故障時，能起到很好的調(diào)節(jié)作用，該控制器中的模糊邏輯系統(tǒng)是通過利用相應的模糊控制規(guī)則直接作為控制器使用的。