几类切换系统的容错控制

【摘要】切换系统是一类特殊且重要的混杂系统,广泛存在于工程实践中。切换系统是由若干个连续时间或离散时间子系统及作用在其中的切换策略共同组成。切换系统的研究具有重要的理论和实际意义。切换系统的容错控制能减弱系统控制器发生故障对系统产生的不利影响,从而提高系统的可靠性。系统的有限时间稳定性研究的是系统在某段时间上的暂态性能,与李亚普诺夫渐近稳定是两个不同的概念。本文研究了三类切换系统的有限时间稳定容错控制问题。具体工作如下：首先研究了一类离散切换系统的有限时间容错控制。利用多李亚普诺夫函数方法和平均驻留时间方法,设计状态反馈控制器,当执行器失效在允许的范围内保证系统依然有限时间稳定。通过算例仿真,证明了结论的有效性。其次研究了控制器可能失效的一类连续线性系统的有限时间稳定性问题。先把控制器间断失效的系统建模为包含稳定子系统和不稳定性子系统的切换系统；给出系统控制器不可靠度和平均失效时间间隔的定义并给出控制器不可靠度的平均失效时间间隔的界限,在系统控制器满足这些条件下,得出切换系统有限时间稳定的充分条件,并且通过算例仿真,证明了结论的有效性。最后研究了一类非线性切换系统的鲁棒容错控制。首先对系统非线性部分做出几点假设,使得非线性部分自治稳定；再构造一类含有参数的组合李亚普诺夫函数,调节其中的参数,当控制器失效在允许的范围内时,得出系统状态依然渐近稳定的充分条件,并且通过算例仿真,证明了结论的有效性。在文章的最后,对全文工作进行了总结,并指出将来进一步研究的方向。
【作者】章志伟；
【导师】张霄力；
【作者基本信息】厦门大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】切换系统；有限时间稳定；渐近稳定；容错控制；

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