具有区间快变时延的ＮＣＳＨ∞ 鲁棒容错控制

2012年03月26日14:01:21 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

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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