广义切换系统的H∞容错控制

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广义切换系统作为一种重要的混合系统具有广泛的应用。如果运转中的大型设备需要多个子系统相互不断的切换,那么子系统中的某个或某些个传感器或者执行器出现故障、老化或者失效时,可能使得整个系统都无法正常运转甚至会导致整个系统损坏瘫痪。所以将容错控制思想引入广义切换系统理论中,将有利于对广义切换系统提高可靠性和稳定性,使得切换系统在某些器件损坏情况下仍能够正常运转。本文基于广义Lyapunov稳定性理论主要利用了共同Lyapunov函数法、多Lyapunov函数法及矩阵不等式方法来研究当执行器故障时线性广义切换系统的H∞容错控制器存在的充分条件。主要内容如下:(1)研究了线性广义切换系统的H∞容错控制问题。在执行器故障情况下,分别运用共同Lyapunov函数法、多Lyapunov函数法、矩阵不等式法及平均驻留时间法先后研究线性广义切换系统、不确定线性广义切换系统的H∞容错控制器存在的充分条件,并提出了相应的控制器和切换规则,并且还使系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平;然后通过仿真实例验证所提方法的可行性。(2)研究了线性时滞广义切换系统的H∞容错控制问题。在执行器故障情况下,基于上述前三个方法先后研究线性时滞广义切换系统、不确定线性时滞广义切换系统的H∞容错控制器存在的充分条件,同时还使系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平;然后通过仿真实例验证所提方法的可行性。
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