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随着人类社会的不断进步和发展、社会生产和科学技术水平的不断提高,生产和社会生活中提出的控制和管理问题的规模越来越大。控制系统的结构也越来越复杂,出现了各种结构的大系统,如动力系统、通讯系统、社会系统、经济系统等。由于元器件质量,环境变化等各种因素,执行器或传感器失效是实际工程系统经常遇到的问题。因而,对大系统的可靠控制的研究受到了广大控制论专家的重视。本文主要研究了不确定关联大系统的分散可靠控制问题,论文的内容概括为两大部分:
第一部分研究了具有执行器故障关联大系统的分散可靠控制问题,这里所考虑的故障模型不同于离散故障模型(部件无故障时将输出信号增益设为1;部件发生故障时将输出信号增益设为0),而是比其更实际的连续故障模型,它既包括离散故障模型中的两种情况,又包括执行器的部分失效。此部分分为两小节:第一节研究了具有执行器故障关联大系统的分散可靠H<,∞>控制问题,基于时滞系统的H<,∞>控制器设计结果,将其扩展到具有执行器故障的关联大系统中进行研究。第二节研究了不确定非线性关联大系统的分散可靠控制问题,此系统具有满足范数有界条件的非线性扰动,通过把执行器可能发生的故障考虑在控制器的设计过程中,利用线性矩阵不等式进行求解,最终获得分散可靠控制器。仿真示例验证了该方法的有效性。
第二部分研究了具有传感器故障关联系统的分散可靠控制问题,这里所考虑的故障模型满足范数有界条件。此部分分为三小节:第一节研究了具有传感器故障非线性关联大系统的可靠控制,该系统系统具有常时滞、参数不确定性、非线性扰动,其中参数不确定性满足匹配条件,非线性扰动满足范数有界条件。第二节研究了具有传感器故障关联大系统的可靠H<,∞>控制问题,通过设计线性无记忆分散控制器,使得对于任意容许的不确定性以及在传感器发生部分失效时,相应的闭环系统保持渐近稳定,并且具有一定的H<,∞>性能指标。第三节研究了具有传感器故障关联大系统的可靠控制问题,这一部分最终也归结为线性矩阵不等式的求解问题,仿真的例子,验证了状态反馈控制器的可行性。