切换系统的故障估计和容错控制

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切换系统由多个模态和切换信号构成,是一类重要的混杂系统,有着重要的理论研究价值和和广泛的实际应用背景.针对切换系统的研究成果不断涌现,但是对切换系统的故障估计和容错控制的研究成果还很有限.近年来,现代控制系统的复杂度不断提高,人们对于系统的安全性,可靠性的要求也随之提高.因此,故障估计和容错控制问题受到很多人的关注和广泛研究.本文将针对切换系统的故障估计和容错控制进行研究,主要包括以下几个方面:研究了基于中间估计器的切换系统故障估计问题.首先先设计一个中间变量,在此基础设计中间估计器,再利用中间估计器对切换系统进行故障估计.基于Lyapunov函数,理论上证明了所提出算法能将切换系统中出现的执行器故障和传感器故障很好的估计出来.研究了切换系统的容错控制问题.在之前故障估计的结果之上,设计出容错控制器,将容错控制器带入系统中,将故障补偿掉.基于故障估计和容错控制方法有效的解决了切换系统的执行器故障和传感器故障问题.研究了带有外部干扰的切换系统的故障估计和容错控制问题.通过中间估计器可以很好的估计故障和干扰,根据故障估计的结果设计容错控制器补偿故障.通过这种方法可以很好的在有外部干扰的情况下将切换系统中出现的执行器故障和传感器故障估计并补偿.建立数值仿真系统,对本文给出的控制算法进行仿真验证.仿真结果验证了算法的有效性和可行性.
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