不确定关联时滞大系统的鲁棒H∞容错控制器的设计—LMI方法.docVIP

不确定关联时滞大系统的鲁棒H∞容错控制器的设计—LMI方法 V【【22No3Sep2001上海海运学院 不确定关联时滞大系统的鲁棒H..容错 控制器的设计一LMI方法 刘红霞朱学峰胥布工 华南理工托学广州510641 摘要针对关联项具有N×N个任意未知常时滞的不确定线性连续大系统,在执行器失效的情 咒下,提出了一种分散的鲁棒H容错控制器的设计方法,通过假设失效执行器的输出信号为能量 有界的干扰输入信号,不确定关联时滞太系统的容错控制问题转化为分散的鲁棒H控制问题. 控制器可以通过解线性矩阵不等式给出.因而具有数值易解性.最后用一个数值倒子验证了该设 计方法的有效性 关键词关联时滞大系统,H容错控制.线性矩阵不等式 中图分类号TP271 DecentralizedRobustFault-TolerantControllerDesignforLarge-Scale InterconnectedTime-DelaySystems-LMIApproach LiuHongxiaZhuXueIengXu[3ugong AbstractAmethodologyofdesignil~gdeoentralizedrobustfaultto]ergmtc~)ntro[]erforLarge-scaleintereonnc~tedtime- delaysystemswithuilkno~77butconstantdelaysisgivenInthecamp;seofactualot~8usoeptlbletofmlurv.Byassumingthe outputnffaultactuatortObeenergy-houndedsignalthefault—tolerantcontrolpm1)tem0flarge—scaleinrerc~}nnectedtime- delaysystemsistransformedintotheprobterndcontro1.Theconttercanbeobtainedbys~}lvingIMls.whichis tractableFinallyasimpleexamplestlow$theeffectivenessnftheobtainedapproach Keyrdslarge-scale{nterconnectedtime-delays)~tents,Hfaulgt;tolerantonnlml,IMIapproach 0引言 控制系统一般由被控对象,传感器,控制器和执 行器等组成,其中任意一个环节都有可能发生故障. 来稿日期:2001—03—08 第一作者刘红霞(1966一),士.博士,讲师.主要研克方向为 鲁棒控制,客错柱制,时滞系统等 因此研究容错控制具有重要的意义.容错控制包括: 主动容错控制和被动容错控制.主动容错是指在系 统中采用监控装置,对故障进行检测,定位和系统重 构,使系统在发生故障后仍能保持渐近稳定及良好的 工作性能.被动容错是指设计一个固定的控制器,使 系统在发生故障后仍能保持稳定和一定的工作性能 对不确定时滞大系统的部分执行器失效日司的鲁棒容 错问题,通过假设失效执行器的输出信号为能量有界 l42上海海运学院2001 的干扰输人信把不确定关联时滞犬系统的鲁棒容 错控制问题转化为分散的鲁棒H控制问题. l系统描述 考虑如下具有N×N个任意来知常时滞的,由 个相互关联子系统s=12,…,N,组成的不确 定线性连续大系统s (f)=(A+出())(t)十∑(A,+△A)) l s:1,(￡一..)+B()H(￡)一Dw(￡) (t)Cix(￡) (1) 其中∈R,H∈R,147∈R.z∈R?分别 为子系统S的状态,控制输人,干扰输入和控制输 v.. 出向量,∑=,∑m,:,n∑=,∑r.=r,A, B,,C,D和A为适当维数的常数矩阵,0≤≤r lt;..为任意未知的常时滞,(-)和△A(?)是时 变不确定项,时变不确定项可表示为: AA(￡)=G()E.,△A.J():lⅥ,FlI(t)N,(2) G+,E,_Ⅵ,N,,是适当维数的常矩阵.(￡),F,,(￡) 是具有Lebesgue可测元的未知时变矩阵,且满足 F()F.(￡)≤,,()F,,(￡)≤,V￡ 在执行器有可能失效的情况下,我们把第(i =t,2,…N)个子系统的执行器分为两部分,一部分 为有可能失效的,主要用来提高系统的性能,记为 n.(1,2.…,).另一部分为不会失效的,用来保 证系统渐近稳定,记为五.(1.2,….,)一n,丰H 应n.和五.引人如下分解: B.=B以+B矗.K.=K以+K,=m—H 其中Bn和B缸是依据五.和n零化B相应的 列而得到的,K1门一K是依据而.和n零化K相应 的行而得到的,nn+¨莉是