论文摘要：非线性时滞系统自适应模糊容错控制方法研究

现代化的工程技术系统正朝着大规模、复杂化的方向发展，这类系统一旦发生事故就可能造成人员和财产的巨大损失。因此，以主动容错控制为代表的可靠性和安全性研究越来越受到人们的重视。而在实际的控制系统中，时滞现象是普遍存在的，并且实践证明在各类系统中时滞的存在常常是造成系统不稳定的主要原因，研究非线性时滞系统的容错控制问题也将具有重要的理论价值和实际意义。另一方面，模糊控制理论和技术得到了长足的发展，它在许多实际工程中也有良好的应用。它是一种基于规则的控制，在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，适宜解决非线性、时变、时滞系统，且易于理解，便于应用。而自适应控制通过在线调整对未知参数进行估计，可以有效解决系统的不确定性和鲁棒性问题。二者的结合应用，为更好的解决非线性系统的控制问题提供了一个有力的方法。本文基于自适应模糊控制方法，研究了非线性时滞系统的容错控制器的设计，主要有以下成果：首先，研究了状态反馈情形下，非线性时滞系统的自适应模糊容错控制问题。利用模糊系统的全局逼近特性，对含有时滞的未知非线性故障函数进行逼近，并利用线性矩阵不等式(LMI)法设计容错控制器，以使在检测到故障后，可利用该控制律对故障进行调节。同时，针对时滞已知和时滞未知的情形分别进行讨论，基于Lyapunov函数方法证明了闭环系统在有故障和无故障情形下均是一致终极有界(UUB)的，用仿真算例验证了控制方法的有效性。然后，针对状态不可得的情况，研究了基于观测器的非线性时滞系统的自适应模糊容错控制问题。设计观测器，并通过调整观测器参数，根据状态观测的效果来估计控制的效果。其中同样运用模糊系统来逼近未知的非线性故障函数，基于此设计容错控制器。用Lyapunov函数方法证明了闭环系统在有故障和无故障情形下均是UUB的，用仿真算例验证了控制方法的有效性。最后，将上述非线性时滞系统自适应模糊容错控制方法应用到连续搅拌反应器(CSTR)系统中。以一个化工反应过程中的CSTR系统为研究对象，分别针对状态反馈和输出反馈设计容错控制器，仿真曲线验证了本文所设计方法的有效性和可行性。

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