本文關(guān)鍵詞：基于自適應(yīng)技術(shù)的不確定系統(tǒng)容錯控制研究

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【摘要】：本文以自適應(yīng)控制相關(guān)理論與方法為基礎(chǔ),討論具有執(zhí)行器故障的不確定系統(tǒng)容錯控制(Fault Tolerant Control,FTC)問題,考慮不確定性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與系統(tǒng)類型,利用自適應(yīng)、控制分配、積分滑�？刂�(Integral Sliding Mode Control,ISMC)、直接Lyapunov等方法,建立能同時(shí)處理系統(tǒng)不確定性與故障的自適應(yīng)FTC方案。首先對一類含執(zhí)行器失效故障的參數(shù)攝動線性離散系統(tǒng)設(shè)計(jì)自適應(yīng)補(bǔ)償控制方案。針對自適應(yīng)控制中在線調(diào)節(jié)的效率問題,構(gòu)造參數(shù)估計(jì)器設(shè)計(jì)具有統(tǒng)一框架的自適應(yīng)更新律對模型不確定性與故障進(jìn)行在線估計(jì),從而設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)對參考模型的狀態(tài)跟蹤;在此基礎(chǔ)上討論基于控制分配的過驅(qū)動線性離散系統(tǒng)FTC問題。將虛擬控制器與控制分配器分開設(shè)計(jì),前者利用間接自適應(yīng)方法設(shè)計(jì)偽控制律實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跟蹤,后者考慮執(zhí)行器故障與飽和等情況,根據(jù)執(zhí)行器輸入輸出之間的廣義誤差直接設(shè)計(jì)控制分配矩陣的在線調(diào)節(jié)律實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制分配;其次討論一類特殊的系統(tǒng),線性變參數(shù)(Linear Parameter-Varying,LPV)系統(tǒng)的自適應(yīng)容錯控制實(shí)現(xiàn)問題。首先通過代數(shù)變換、投影算法等對不確定參數(shù)進(jìn)行合并或分類,從而可以與故障參數(shù)共同處理,用自適應(yīng)方法進(jìn)行在線估計(jì)并設(shè)計(jì)間接自適應(yīng)控制律實(shí)現(xiàn)對參考模型的狀態(tài)跟蹤。其中對LPV系統(tǒng)的變換,使所需求解的Riccati不等式為非參數(shù)依賴形式,進(jìn)一步簡化了設(shè)計(jì)與計(jì)算過程。最后討論基于ISMC的含未結(jié)構(gòu)化不確定性系統(tǒng)容錯控制問題。對系統(tǒng)中可參數(shù)化的執(zhí)行器故障,通過在常規(guī)積分滑模面構(gòu)造中增加估計(jì)項(xiàng),設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制律實(shí)現(xiàn)對故障的主動處理。對系統(tǒng)的未建模動態(tài)或干擾等,則利用積分滑模控制器及其提供的額外自由度進(jìn)行抑制以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定及其他性能。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273

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本文編號：1281640