切换系统的容错无扰切换控制研究
本文选题:切换系统 + 传感器故障 ; 参考:《沈阳航空航天大学》2017年硕士论文
【摘要】:人类工业化进程的快速发展使得科研工作者对先进控制技术的探索永无止境。在生产实践和工程应用中,两类控制问题正日益受到自动化技术研究者的关注:容错控制和无扰切换。在实际工程中,突发的故障常困扰着传统控制系统,甚至会带来灾难性后果。由此,容错控制一直是控制研究领域的热点问题。容错控制的运用不仅改善实际系统的稳定性,更保证了安全性。针对传感器故障下的切换控制系统,本文对切换系统的容错无扰切换控制问题进行了系统研究。由于实际工程中的复杂性,单一的控制系统很难获得满意的控制效果,所以切换控制技术在工程中被广泛采用──为达到不同的控制效果设定多个控制器,并在此间进行切换。本文采用的切换系统的容错控制框架,就是通过在非故障和针对故障设计的子控制器间切换来实现系统的故障容错性能。此外,虽然切换控制的运用可大幅提升系统性能,但也带来了一些问题,如在控制器切换的瞬间,不连续的控制输入会严重影响系统性能甚至稳定性。因此,在切换容错框架下,如何实现无扰切换成为一项亟待解决的重要问题。本文基于滑模控制理论分别设计了三类无扰切换补偿器,使得在控制器切换前,离线控制器的输出可以跟随在线控制器的输出,从而保证了系统在切换瞬间控制输入的平滑性。本文的研究内容主要包括:1.传感器失效下的切换系统容错无扰切换控制;2.基于故障观测器的切换系统容错无扰切换控制;3.切换模糊系统的容错无扰切换控制。
[Abstract]:With the rapid development of human industrialization, there is no end to the exploration of advanced control technology. In production practice and engineering application, two kinds of control problems are being paid more and more attention by automation technology researchers: fault-tolerant control and undisturbed switching. In practical engineering, sudden failure often puzzles the traditional control system, and even brings disastrous consequences. Therefore, fault-tolerant control has always been a hot issue in the field of control research. The application of fault-tolerant control not only improves the stability of the actual system, but also ensures the security. In this paper, the problem of fault-tolerant and unperturbed switching control is studied systematically for the switch control system with sensor fault. Because of the complexity of practical engineering, it is very difficult for a single control system to obtain satisfactory control effect, so switching control technology is widely used in engineering, that is, to set up multiple controllers to achieve different control effects, and to switch here. The fault-tolerant control framework used in this paper is to achieve the fault-tolerant performance of the system by switching between non-fault and fault-specific sub-controllers. In addition, although the application of switching control can greatly improve the performance of the system, it also brings some problems, such as the discontinuous input of control will seriously affect the performance and even stability of the system. Therefore, in the framework of handoff fault-tolerant, how to achieve undisturbed handoff becomes an important problem to be solved. Based on the sliding mode control theory, three kinds of disturbance free switching compensators are designed in this paper, so that the output of the off-line controller can follow the output of the on-line controller before switching, thus ensuring the smoothness of the control input in the switching moment. The research content of this paper mainly includes: 1. The fault-tolerant and undisturbed switching control of the switch system with sensor failure is 2. Fault observer-based fault-tolerant and-disturbance-free switching control for switched systems Fault-tolerant and unperturbed switching control for switched fuzzy systems.
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273
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,本文编号:1949608
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