免费论文：非线性主动容错控制系统的模糊控制方法研究

现代系统正朝着大规模、复杂化的方向发展，这类系统一旦发生故障就有可能造成人员和财产的巨大损失。因此，切实保障现代复杂系统的可靠性与安全性，具有十分重要的意义。主动容错控制(FTC)技术是提高复杂系统可靠性的一条有效途径。在实际主动FTC系统中，故障本质上是随机的，同时用来重构控制律的故障检测与隔离(FDI)子系统的决策也是随机的。这一事实表明主动FTC系统最好建模为随机系统。另外，大多实际主动FTC系统往往呈现出很强的非线性。因此，研究非线性随机主动FTC系统具有重要理论价值和实际意义。另一方面，T-S模糊模型对非线性系统有很好的逼近能力，且便于分析，近年来已成为非线性控制系统研究的一个热点。本文基于T-S模糊模型研究了非线性随机主动FTC系统的模糊控制方法，主要有以下成果：首先，研究了不确定非线性主动容错控制系统的状态反馈控制问题。考虑到实际主动容错控制系统中故障以及FDI决策出现的随机性，两个Markov过程被用来分别描述随机故障与FDI决策行为，建立了非线性主动容错控制系统的T-S模糊模型，并基于并行分布补偿(PDC)方法设计了模糊控制器，保证了闭环系统的鲁棒随机稳定；当系统存在外部干扰时，设计了次优H∞模糊控制器，不仅保证系统随机稳定，而且能使干扰衰减到指定的水平度。然后，研究了非线性主动容错控制系统的输出反馈控制问题。设计了模糊状态观测器来估计系统的不可测状态，然后基于此观测器的输出状态设计模糊控制器，采用增广变量法，经过一系列巧妙变换，将问题转化为求解双线性矩阵不等式的设计方法，运用迭代方法，通过建立和求解一个线性矩阵不等式(LMI)约束的凸优化问题，得到了使系统随机稳定的输出反馈控制律设计方法。最后，将上述非线性主动容错控制方法在智能交通系统中做了应用。以一个车辆模型为研究对象，针对车辆控制中巡航和跟车控制的特点分别建立其合适的T-S模糊模型，将一些误差量当作是外部干扰，应用干扰衰减算法到车辆的巡航控制和跟车控制中，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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