基于自适应技术的时滞系统容错控制方法研究

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近几年以来,由于时滞系统控制在工业、军事、机器人等领域的巨大经济价值,无数学者投身到时滞系统的研究中。本文主要针对具有执行器故障的时滞系统设计一类控制器,主要贡献总结如下所示:首先,考虑具有执行器故障以及不匹配外部扰动的时滞系统,获得所研究的系统模型。为了很好的处理时变执行器故障,采用了两步法来对其进行处理。第一部分,设计一个自适应观测器来对系统的执行器故障进行估计,设计的执行器故障估计法则,在提高故障估计速度的同时能够很好的消除高频震荡对系统性能的影响。第二部分,将估计误差当作系统的外部绕动,然后设计系统控制器来补偿这个估计误差,最终使得所研究的系统稳定,并且使得所研究的系统满足相应的性能指标。其次,为了克服两步法所具有的弊端,将提出一种新的方法来很好的处理这个问题。为了很好的处理时变执行器故障,重新构造了一个Lyapunov函数,在Lyapunov函数中添加了一个补偿项,通过这一个补偿项能够很好的处理系统中出现的时变执行器故障,并且当该补偿项中参数选择不同值的时候,理论结果可以退化到不同的情况。此外,该方法中使用的故障估计法则,在保证估计快速性的同时消除高频震荡。相对于前面方法,这种处理方法具有以下优点:1.消除了秩的条件。2.所设计的控制器相对简单,在实际中更加容易实现。3.这种方法的理论结果,使系统不存在外部绕动的情况下,能够指数收敛,收敛速度比较快。4.理论结果在参数选择不同值时,可以退化到不同的情况,因此,这种新方法的理论结果具有普适性。再次,在考虑时滞系统模型中存在时变执行器故障以及不匹配外部扰动的情况下,考虑了系统的随机性。设计一个控制器使得系统在出现执行器故障和外部扰动时,依旧可以稳定。通过设计一个Lyapunov函数,使用一些新颖的不等式对Lyapunov函数进行相应的处理,获得系统的控制器参数,最后用仿真实例来展示理论的有效性。最后,对全文所做工作进行了总结,并指出下一步的研究方向。
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