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具有区间快变时延的NCSH∞ 鲁棒容错控制

2012年03月22日11:33:03 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
关键字:航天 应用 传感器 可靠性 

李 炜,曹慧超,刘微容
兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州

 

摘   要:针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,研究了执行器或传感器失效时系统的H∞ 鲁棒容错控制问题。将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的区间快变特性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的LyapunovKrasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器或传感器失效故障具有H∞ 鲁棒容错性能的时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的优化设计方法。较后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性。


关 键 词:网络化控制系统(NCS);时变时延;不确定;鲁棒容错控制

 

1 引 言
网络化控制系统(NetworkedControlSystem,NCS)是通过一个实时网络构成的闭环控制系统[12]。目前已被广泛应用于航空航天、石油化工、制造业等复杂系统中。然而,由于通讯网络的引入,受带宽限制和传输不可靠的影响,也衍生出时延、丢包等诸多问题。此外多数NCS还规模庞大、结构复杂,且不确定和故障诱发因素众多,因此对NCS进行容错设计,使其具有高安全可靠性变得尤为复杂和重要[34]。近年来,针对NCS的容错控制已有了一些初步的研究成果[59],但性能多以完整性为主,对时延和丢包的考虑或较为单一、或假设时延变化率小于等于1,且多为相对保守性较大的时滞不依赖型。基于此,本文针对同时存在时延和丢包,且综合时延具有区间快变特性的NCS,考虑参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,在执行器或传感器失效故障情形下,通过构造适当的LyapunovKrasovskii泛函,借助于积分不等式,给出了NCS具有H∞鲁棒完整性的时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的设计方法,进而还讨论了较优H∞鲁棒容错控制器的求解问题。

 

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