时延系统的容错与鲁棒控制方法研究

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1、：■－＾＾；Ｖ＾４ｆ＾％ｆ；Ｉ博士学位论文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＇：‘。！令备．ｗ＇：＇－■：＇．：；：＾ｔｅ：：．」．；；论文题目时延系统的容错与鲁棒控制方法研究議：：：：—专＊洲理论与控制工程指导…健教授备？…ｎ０分类号密级ＵＤＣ学位论文时延系统的容错与鲁棒控制方法研究作者姓名：李宁指导教师：冯健教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：２０１５年１０月论文答辩日期：２０１５

2、年１２月学位授予日期：答＾员会主席：杨光红评阅人：东北大学２０１５年１０月ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＣｏｎｔｒｏｌＴｈｅｏｒｙａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－ＴｏＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎＦａｕｌｔｌｅｒａｎｔａｎｄＲｏｂｕｓｔＣｏｎｔｒｏ－ＳｓｔｅｍｓｌｏｆＴｉｍｅＤｅｌａｙｙＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｃｔｏｂｅｒ２０１５独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不

3、包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：柯２伯日期：減年Ｐ点学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年学位论文作者签名：：导师签名签字曰期：川：汩丨签字曰期－

4、－Ｉ东北大学博士学位论文■摘要时延系统的容错与鲁棒控制方法研究摘要随着现代科学技术的不断发展，系统的功能越来越完善，系统的复杂程度也越来越高，这就使得在对系统进行控制的过程中不可避免的会面对时延、不确定项＿和故障等的影响．如果这些现象得不到及时处理和控制能会导致系统的性能，可下降、不稳定、无法正常运转甚至巨大的损失．因此为了提高时延系统的可靠，，性、鲁棒性和安全性错控制和鲁棒控制在控制理论研究方面得到了广泛关注．，容本文主要基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定方法和ＬＭＩ技术，研究时延系统的容错控制问题一和鲁棒方〇〇控制问题得到系列的理论结果．同时将这些理

5、论应用到各种实际系，统中验证方法的可行性．在问题研宄的过程中为了有效的降低方法的保守性本，，文主要釆用Ｊｅｎｓｅｎ不等式技术、Ｗｉｒｔｉｘｉｇｅｒ不等式技术、凸组合技术、反凸组合技术和事件驱动方法等．本文的主要工作为：一１针对类带有时延和扰动的系统／（），主要研宄系统的自适应可靠＾容错控制器的设计方法．在系统存在执行器故障的情况下为了同时反映扰动和时延５对系统的影响提出改进的／／〇〇性能指标的定义．基于执行器故障的在线估，计，自适应可靠控制器的参数自动更新补偿故障对系统的影响，同时保证闭环系统在无故障和有故障情况下达到满意的自适应丑〇〇性能．通过选取适当

6、的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数得到系统渐近稳定的充分条件．相对于通过固定增益的控，制器得到的稳定性条件，通过自适应控制器得到的稳定性条件不仅结构简单，而且保守性比较低．２基于上一章提出的改进的性能指标主要研宄带有时延和扰动的系统的量（），化反馈自适应可靠容错控制器的设计方法．基于执行器故障的在线估计，控制器参数自动更新补偿故障对系统的影响，同时确保系统达到期望的改进／／一的性能．为了证明闭环系统的渐近稳定Ｌｙａｕｎｏｖ．同〇〇，构造个ｐ候选函数证明控制器存在的充分条件是不保守的一时．通过求解系列线性矩阵不等，式ＬＭＩｓ控制器增益矩阵和自适应律参数同时被得到．（）

7、，（３）针对状态依赖的不确定系统，主要研宄基于状态观测器的事件驱动鲁棒好〇〇控制器的设计方法．基于状态依赖的状态观测器设计事件驱动准则决定新的，采样信号是否被传输给控制器．这样可以大大减少通信的资源的浪费同时，降低网络传输的负担．带有事件驱动控制器的观测器误差闭环系统能够被建一模为个时延系统．通过选取状态依赖的积分函数作为Ｌｙａｐｕｎｏｖ候选函数，得到保守性低的渐近稳定条件的同时也保证系统达到期望的好