具有混合故障模型系统的可靠性分析

摘要

在设计控制器的时候，把控制部件(执行器＼传感器)可能出现的故障考虑在设计过程当中，这种控制称为可靠控制也称容错控制，其目的是设计控制器使闭环系统控制部件无论是否出现故障都能保持稳定而且满足一定的性能指标。在航空航天、核反应堆等控制系统中，系统的可靠性尤为重要。
　　 在实际问题中，有些系统并不是出现单一的离散故障模型或连续故障模型，即系统往往是离散故障模型和连续故障模型的并存，甚至系统的某一部分是不允许发生故障的；本文采用的是设计建立混合故障模型即系统中离散故障模型和连续故障模型共存的控制器的方法，这种混合故障模型正是在Veillette所提出的离散故障模型和杨光红所提出的连续故障模型的基础上考虑到了把两种模型有效的结合到一起，使得在设计可靠控制器的时候保守性更小一些。
　　 本文针对线性系统执行器故障，设计建立混合故障模型，基于Lyapunov第二方法，极点配置的方法，采用LMI处理方法，研究了线性系统的可靠控制问题。第一章是绪论，介绍了可靠控制、极点配置、线性矩阵不等式的发展概况以及研究目的和意义、当前国内外的研究现状以及本论文的主要工作。第二章介绍了木论文将要用到的一些基木概念，基木理论和文中定理证明需要的主要引理。第三章是研究介绍了Veillette所提出的离散故障模型和杨光红所提出的连续故障模型，并在此基础上设计了混合的故障模型。第四章针对第三章所提出的混合故障模型，研究了线性系统和不确定线性系统具有混合故障模型的可靠控制的问题，并给出了可靠控制器的设计方法及数值仿真。第五章同样是针对第三章所提出的混合故障模型，研究了线性系统和不确定线性系统具有混合故障模型的圆盘极点配置可靠控制问题，并给出了可靠控制器的设计方法及数值仿真。
　　 在所有的讨论中，我们均先从所对应线性系统模型的标称系统入手进行分析，在此基础上探索使得各章所研究模型的可靠性的充分条件，每章均通过数值仿真验证了所得结果的可行性、正确性和有效性；最后，对本文进行了总结并对混合故障模型系统可靠性研究进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 可靠控制的发展概况

1.2 极点配置发展概况

1.3 LMI的发展概况

1.4 本文研究内容、方法和意义

第二章 数学基础与预备知识

2.1 稳定性的基本概念

2.2 鲁棒控制理论基础

2.3 线性矩阵不等式理论基础

2.4 本文中使用的主要数学符号

2.5 本文中使用的主要引理

第三章 混合故障模型设计

3.1 引言

3.2 无故障的正常闭环系统介绍

3.3 离散故障模型的介绍

3.4 连续故障模型的介绍

3.5 混合故障模型的设计

3.6 本章小结

第四章 设计具有混合故障模型的可靠控制器

4.1 引言

4.2 系统描述与预备知识

4.3 主要结果

4.4 仿真结果

4.5 本章小结

第五章 利用极点配置设计具有混合故障模型的可靠控制器

5.1 引言

5.2 系统描述与预备知识

5.3 主要结果

5.4 仿真结果

5.5 本章小结

结束语

参考文献

个人简历

已完成发表论文

致谢