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未知仿射非线性系统的执行器容错控制设计

2014年12月31日13:09:31 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
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摘   要:针对一类多输入单输出未知仿射非线性系统研究了在执行器发生故障情况下的容错控制问题,基于反步设计和自适应模糊逼近理论给出了控制方案使闭环系统能够同时容忍执行器的卡死和失效故障。在每一步设计中采用一个模糊逼近器来逼近未知函数,其中包括系统函数和由故障引起的未知动态。然后基于Lyapunov稳定性理论设计自适应律在线调节
逼近器的参数,使其可以自动补偿故障对系统的影响。最终得到的控制器能够在执行器发生卡死和失效故障的情况下利用未卡死执行器的有效部分保证闭环系统是稳定的,并且输出能够以指定的精度跟踪给定参考信号。仿真算例证实了该方法的可行性和有效性。
关 键 词:容错控制;自适应模糊逼近;仿射非线性系统;步反设计
1 引 言
执行器容错控制对系统的安全性非常重要。自适应容错作为一种有效的主动容错方法被广泛应用。文献[1]和[2]基于LMI约束给出了线性系统容错方案。Boskovic[3]针对可反馈线性化的二阶系统设计了基于故障检测与隔离机制的容错控制器;文献[4-6]给出了关于参数严格反馈非线性系统的容错方法;文献[7]和[8]利用在线逼近技术得到故障信息进而设计出了相应的容错控制器。但以上所述方法要求被控系统的常态特性已知。自Wang[9]提出了未知非线性系统的稳定自适应模糊控制器后,Yang[10]和Chen[11]将该方法与反步设计结合进而给出了未知仿射非线性系统的控制方法。后来Li[12]用自适应模糊逼近器设计了未知仿射非线性系统的容错控制方案,但该结果要求所有控制信号呈比例关系。本文给出的方法可取消这一限制,因而具有更广泛的适用性。

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