基于輸出反饋網絡化控制系統魯棒容錯控制
李 煒,蔣棟年,張建全
蘭州理工大學電信工程與信息工程學院,甘肅蘭州
摘 要:研究了一類具有時延不確定性的網絡化控制系統的魯棒容錯控制問題。針對以往控制器大多采用狀態反饋的形式,而對功能和結構復雜的網絡化控制系統全部狀態往往難于測取,因而狀態反饋形式的控制器在應用中會受到限制,完整性問題的結果也主要基于01故障模型。采用動態輸出反饋控制策略,針對網絡化控制系統的時延和不同步對系統產生的影響,基于將時延的不確定性轉換為系統狀態方程系數矩陣不確定性的NCS模型,應用Lyapunov穩定性理論和LMI方法,推證出了當執行器或傳感器發生更一般故障時網絡化控制系統具有魯棒完整性的充分條件,并給出了通過求解線性矩陣不等式求取容錯控制器的設計方法,較后用仿真實例驗證了此方法的可行性和有效性。
關 鍵 詞:網絡化控制系統;容錯控制;動態輸出反饋
1 引 言
在分布式控制系統中,控制回路通過實時通訊網絡構成的閉環反饋控制系統稱為網絡化控制系統(NetworkedControlSystem,簡稱NCS)。它具有連接線少,可靠性高,易于系統擴展并且能夠實現資源共享等優點[12]。但由于網絡帶寬和承載能力有限,數據的傳輸不可避免的存在著時延、丟包等問題,加之工程實際中無法避免各種不確定因素以及傳感器、執行器等部件故障,從而給系統的穩定性和控制性能帶來了不利影響甚至可能導致整個系統的不穩定。因而近年來網絡化控制系統魯棒容錯控制的研究受到了廣泛關注[37]。本文基于網路化控制系統時延模型,采用動態輸出反饋控制策略,推證出了當執行器或傳感器發生故障時網絡化控制系統具有魯棒完整性的充分條件,并以求解LMIs給出了控制器的設計方法。
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