一种鲁棒自适应有限时间容错控制方法及其存储介质技术

本发明专利技术提供一种具有部件故障和外部干扰的T

【技术实现步骤摘要】
一种鲁棒自适应有限时间容错控制方法及其存储介质


[0001]本专利技术涉及自动控制
，涉及一种鲁棒自适应有限时间容错控制方法及其存储介质，具体而言，尤其涉及一种基于部件故障和外部干扰的T
‑
S模糊系统的鲁棒自适应有限时间容错控制方法。

技术介绍

[0002]为了追求更高的生产率，当今工业系统的复杂性急剧增加，复杂系统中故障发生的概率显著增加。一方面，可以描述为乘性故障形式的系统部件故障会导致系统动力学出现未知变化，使得系统性能严重退化，甚至不稳定，进而导致灾难性事故的发生。另一方面，由于实际系统几乎总是包含不确定性和外部干扰，以及普遍存在的执行器饱和现象，这给控制系统带来了更多挑战。而自适应容错控制策略因其能够处理未知参数变化，且无需明确的故障检测和诊断模块，成为一种流行技术。由于故障的发生具有复杂性、突发性和信息不可预测性，为了处理系统中的不确定因素，在一定程度上及时恢复系统性能，研究具有部件故障和外部干扰的T
‑
S模糊系统的鲁棒自适应有限时间容错方案是一个具有挑战性和意义的课题。
[0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鲁棒自适应有限时间容错控制方法，其特征在于，包括：S1、将系统部件故障建模为乘性故障的形式，建立更一般的系统故障模型，合理表示系统部件故障、执行器故障和不确定性；S2、利用自适应机制提供的在线估计信息，构造容错补偿控制器，有效处理故障、外部扰动以及输入饱和；S3、基于自适应机制，引入有限时间控制，保证系统轨迹跟踪误差的有限时间收敛性质。2.根据权利要求1所述的鲁棒自适应有限时间容错控制方法，其特征在于，所述步骤S1的具体实现过程，包括：S11、基于一类含有r个模糊规则的非线性连续时间系统，推断出全局模糊系统；S12、考虑到系统矩阵A,B中的部件故障，建立如下的故障模型：其中，ΔA
fi
,ΔB
fi
表示由故障和不确定性引起的系统组件的变化，满足以下假设：其中，表示部件故障和不确定性的未知上界。3.根据权利要求2所述的鲁棒自适应有限时间容错控制方法，其特征在于，所述步骤S11的具体实现过程，包括：S111、假设则非线性连续时间系统表示为：其中，是前件变量；符号用于表示模糊集合，表示模糊集合的数量；i＝1,
…
,r表示模糊规则的数量；ψ(t)表示关于x(t)的函数，其中表示系统状态向量；u
s
(t)为受饱和非线性影响的控制信号，其中饱和非线性如下：其中，u(t)表示由被设计的控制方案生成的命令控制信号，其中u
min
,u
max
表示控制输入的已知下界和上界约束；S112、将外部扰动表示为假设外部扰动未知有界，即其中是一个未知的标量，假设非线性连续时间系统中的所有矩阵都具有代数运算的有理维数，则推断出全局模糊系统如下：
其中，其中，是模糊集中的隶属度。4.根据权利要求1所述的鲁棒自适应有限时间容错控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括对鲁棒自适应容错跟踪控制问题引入一些必要假设的步骤，包括：假设1：对于所考虑的具有输入和控制矩阵故障的容错方法，矩阵是行满秩的，即引理1：以下不等式成立：x
T
(t)PBB
T
Px(t)≥τ‖x
T
(t)PB‖2引理2：对于常数ε＞0.5,矩阵且则以下关系成立：引理3：对任意的正实数m,n,w和任意的实变量φ,ψ，则有：引理4：对于变量常数0＜a＜1，则下式成立：引理5：对于系统假设存在正定函数V(ξ):D
→
R，标量c＞0,0＜β＜1,η＞0，则下式成立：表示系统的轨迹是实际有限时间稳定的。5.根据权利要求1所述的鲁棒自适应有限时间容错控制方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实现过程，包括：S21、构造具有并行分布式补偿控制策略的自适应有限时间容错控制器，如下：其中，表示从经典参考跟踪控制继承来的预先设计的模型匹配项，以稳定系统，该模型匹配项被假设为预先已知，并且不需要在此设计；K
α,k
表示
附加控制信号，用于补偿故障和可能对系统产生负面影响的其他因素；S22、定义状态跟踪误差，如下：e(t)＝x(t)
‑
x
r
(t)S23、在给出控制信号K
α,k
前，引入如下变量的定义：其中，参数τ按照所述引理1的公式选择；S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：董久祥，王健，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：