分数阶广义系统的容错控制

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现代系统正在往复杂方向发展,一旦发生故障会造成巨大的损失,因此人们迫切的需要可靠的系统.“容错”原是计算机系统设计技术中的一个概念,容错是容忍故障的简称.在一个系统中,更多需要考虑的是针对执行器和传感器的容错控制.一个系统能够容错的必要条件是系统中存在着冗余,即对执行器的容错需要有执行驱动冗余、对传感器的容错则需要存在传感测量冗余.容错控制系统设计的关键是如何使用这些冗余来达到容错目的.研究容错控制系统是一条可以提高系统可靠性的途径,广义系统容错控制又是一般系统的延伸,而分数阶广义系统容错控制又更能贴近人们实际需要,所以分数阶广义系统容错控制研究具有十分重要的意义.本论文详细综述了分数阶广义系统容错控制理论的研究现状,着重研究了分数阶线性广义系统容错控制的相关理论,包括一类不确定分数阶正常系统,分数阶线性广义系统,一类不确定分数阶广义系统的容错控制.主要内容如下:(一)介绍了本文研究工作的背景.首先介绍了分数阶微积分理论发展和控制系统的研究现状,接着介绍了广义系统理论的发展和分数阶广义系统模型,其次介绍了容错控制概念,容错控制系统分类和广义系统容错控制研究现状,最后简要介绍了本文的工作.(二)介绍了一些数学方面的基本概念和预备知识.首先介绍了分数阶微积分的定义,然后给出Gamma函数和Mittag-Leffler函数的定义和性质,其次给出了Laplace变换的概念,最后介绍了线性矩阵不等式概念和应用.(三)研究了分数阶广义系统容错控制问题.首先利用线性矩阵不等式给出了控制器存在的充分条件.针对执行器故障,再对矩阵不等式进行修正得到了分数阶线性广义系统的容错控制器,然后用一个数值算例来验证方法的有效性,最后用Simulink框图对系统进行仿真.(四)研究了一类不确定分数阶广义系统的容错控制,首先研究了当执行器故障时,其动态输出反馈控制器的设计方法,利用线性矩阵不等式给出控制器存在的充分条件,最后用一个数值算例来验证方法的有效性.(五)研究了一类不确定分数阶系统的容错控制,首先给出了分数阶系统的一般形式,研究了当执行器故障时,其动态输出反馈控制器的设计方法,利用线性矩阵不等式给出控制器存在的充分条件,最后用一个数值算例来验证方法的有效性.(六)对本文的工作做了总结,同时,对未来的研究工作做了展望.
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