异步系统的自适应容错控制方法的研究

发布时间：2021-03-25 17:44

　　本论文针对存在模态异步的故障马尔可夫跳变系统提出了一系列自适应容错控制器的设计方法,其目的是为了使异步系统在执行器故障及外部扰动同时存在时保证系统的镇定性并满足一定的性能指标要求。本论文所做工作的主要内容如下:（1）当系统出现执行器部分失效故障并且扰动满足已知约束条件时,我们根据隐马尔可夫模型将模态异步现象进行建模。随后针对故障及扰动的上下界设计相应的自适应律进行估计,根据所估计值设计自适应容错控制器对故障和扰动进行补偿。最后通过两组Matlab数值仿真说明了所提方法的有效性。（2）考虑具有部分失效故障和偏移故障的异步马尔可夫系统跟踪问题。根据增广矩阵方法,将偏移故障与扰动增广后得到新的扰动,并设计相应的扰动观测器增益。基于自适应方法估计部分失效故障并设计该部分控制器增益。由于不可避免的会出现观测器误差,基于Lyapunov函数法和H?理论设计了容错控制器使闭环系统满足H?性能指标,最后用一组Matlab数值仿真对该方法设计的控制器的有效性进行说明。（3）当执行器故障包含部分失效、偏移、卡死故障并考虑非匹配型外部扰动对异步马尔可夫系统的影响。基于隐马尔可夫模型针对异步模态进行系统建模,... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

开环系统状态

杭州电子科技大学硕士学位论文24采用自适应律估计故障以及扰动参数允许估计的值并不精确，但是在最终的控制器效果下仍能达到我们期望的效果。图3.3执行器故障估计图3.4扰动上下界估计图3.5发生故障后的系统状态例子2：在这个数值用例中，我们考虑文献[60]中的单链接机器人手臂系统来验证我们的方法，其系统方向给出如下：1211()sin(())()[()()]()iiiiiMgLDtttutdtdtJJJJ=+++(3.37)其中，(t)代表机械臂的角度位置，u(t)代表输入的向量，1d(t)与2d(t)分别代表扰动的两个分量，iM代表有效载荷的质量，g代表重力加速度，L代表机械手臂的长度，iJ为惯性矩，D为粘性摩擦。参数设定为：g=9.8,L=0.4,D=2。定义12x(t)=(t),x(t)=(t)，将式(3.35)重写成如下：12101000()()1()110sin(())iiiiidxtDxtutdMgLxtJJJJ=++(3.38)

杭州电子科技大学硕士学位论文24采用自适应律估计故障以及扰动参数允许估计的值并不精确，但是在最终的控制器效果下仍能达到我们期望的效果。图3.3执行器故障估计图3.4扰动上下界估计图3.5发生故障后的系统状态例子2：在这个数值用例中，我们考虑文献[60]中的单链接机器人手臂系统来验证我们的方法，其系统方向给出如下：1211()sin(())()[()()]()iiiiiMgLDtttutdtdtJJJJ=+++(3.37)其中，(t)代表机械臂的角度位置，u(t)代表输入的向量，1d(t)与2d(t)分别代表扰动的两个分量，iM代表有效载荷的质量，g代表重力加速度，L代表机械手臂的长度，iJ为惯性矩，D为粘性摩擦。参数设定为：g=9.8,L=0.4,D=2。定义12x(t)=(t),x(t)=(t)，将式(3.35)重写成如下：12101000()()1()110sin(())iiiiidxtDxtutdMgLxtJJJJ=++(3.38)

【参考文献】：
期刊论文
[1]使闭环系统对执行器失效具有完整性的动态补偿器设计[J]. 程一,朱宗林,高金陵.  自动化学报. 1990(04)
[2]故障系统容错能力判别的研究[J]. 葛建华,孙优贤,周春晖.  信息与控制. 1989(04)



本文编号：3100055