未知仿射非線性系統的執行器容錯控制設計

2014年12月31日13:09:31 本網站我要評論(2)字號：T | T | T

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摘　　　要：針對一類多輸入單輸出未知仿射非線性系統研究了在執行器發生故障情況下的容錯控制問題，基于反步設計和自適應模糊逼近理論給出了控制方案使閉環系統能夠同時容忍執行器的卡死和失效故障。在每一步設計中采用一個模糊逼近器來逼近未知函數，其中包括系統函數和由故障引起的未知動態。然后基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ穩定性理論設計自適應律在線調節

逼近器的參數，使其可以自動補償故障對系統的影響。較終得到的控制器能夠在執行器發生卡死和失效故障的情況下利用未卡死執行器的有效部分保證閉環系統是穩定的，并且輸出能夠以指定的精度跟蹤給定參考信號。仿真算例證實了該方法的可行性和有效性。

關　鍵　詞：容錯控制；自適應模糊逼近；仿射非線性系統；步反設計

１　引　言

執行器容錯控制對系統的安全性非常重要。自適應容錯作為一種有效的主動容錯方法被廣泛應用。文獻［１］和［２］基于ＬＭＩ約束給出了線性系統容錯方案。Ｂｏｓｋｏｖｉｃ［３］針對可反饋線性化的二階系統設計了基于故障檢測與隔離機制的容錯控制器；文獻［４－６］給出了關于參數嚴格反饋非線性系統的容錯方法；文獻［７］和［８］利用在線逼近技術得到故障信息進而設計出了相應的容錯控制器。但以上所述方法要求被控系統的常態特性已知。自Ｗａｎｇ［９］提出了未知非線性系統的穩定自適應模糊控制器后，Ｙａｎｇ［１０］和Ｃｈｅｎ［１１］將該方法與反步設計結合進而給出了未知仿射非線性系統的控制方法。后來Ｌｉ［１２］用自適應模糊逼近器設計了未知仿射非線性系統的容錯控制方案，但該結果要求所有控制信號呈比例關系。本文給出的方法可取消這一限制，因而具有更廣泛的適用性。

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未知仿射非線性系統的執行器容錯控制設計

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