具有概率故障的离散非线性系统模糊预测容错控制方法研究

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ellydyl
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随着对复杂工业过程的深入研究,系统逐渐复杂化、系统的规模也越来越庞大,系统故障发生的频率也在不断提高。由于系统故障的发生会导致其控制性能降低,甚至导致系统不稳定,严重时会危害人身安全。而容错控制技术正好为系统的稳定性提供了一个有效途径,因此,容错技术备受广大学者的关注。本文针对具有执行器概率故障的离散非线性系统,提出了模糊预测容错控制方法,主要研究工作如下:1.简要介绍了本文研究的背景和意义,系统总结了容错控制的国内外研究现状,指出了当前容错控制研究存在的不足,提出了本文研究内容的基本构架以及相关基础理论知识。2.针对具有概率故障性、不确定性、未知干扰的离散非线性工业生产过程,提出了一种在一定概率下发生执行器故障的随机预测容错控制方法。该方法基于模糊控制理论思想,通过模糊规则下的线性子模型和非线性隶属函数建立等价的T-S模糊模型,并在T-S模糊模型的基础上考虑了执行器故障的影响,同时针对上述模型设计随机容错控制率,给出能够满足性能指标的设计方案。利用含有故障因子的Lyapunov-Krasovskii函数方法给定满足LMI约束的充分条件,对系统的稳定性和鲁棒性进行分析。将上述模型的控制器在非线性连续搅拌釜(CSTR)上进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。3.针对具有区间时变时滞、未知干扰和强非线性的工业过程,提出了一种具有概率故障的离散非线性时变时滞系统的随机模糊预测容错控制方法。该方法将概率故障性、状态不确定性、外部干扰、状态时变时滞的工业过程描述为状态空间模型,同时在模型中考虑了状态偏差和输出跟踪误差,并将鲁棒预测控制与随机控制理论相结合,对工业生产过程中出现的故障问题进行分析研究,设计了相应的容错控制方法。通过构建具有时滞信息的李亚普诺夫函数给定满足LMI约束的充分条件,再运用相关定理对其不等式进行求解。仿真结果表明该控制方法具有较好的鲁棒性,即在故障发生的情况下对系统仍能有较好的跟踪性能。
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