朱芳来,蒋鹏,李晓航

(同济大学电子与信息工程学院,201804,上海)



基于T-S模糊模型的观测器和动态输出反馈容错控制器设计

朱芳来,蒋鹏,李晓航

(同济大学电子与信息工程学院,201804,上海)

针对具有执行器故障和传感器故障的非线性系统,提出了一种基于T-S模型的观测器设计和动态输出反馈控制器设计方法。首先,将非线性系统转化为T-S模型,以此模型作为设计模型,利用扩展传感器故障为辅助状态向量的方式,将系统扩展为增维的T-S描述系统;然后,针对增维的T-S描述系统,设计模糊自适应观测器以达到对非线性系统的状态、执行器和传感器故障同时估计的目的;最后,基于观测器对传感器和执行器故障的估计,设计了一种动态输出反馈容错控制器以达到容错控制的目的,其中以线性矩阵不等式的方式给出了观测器和容错控制器存在的充分性条件。通过实例仿真验证了该文设计方法的有效性。

自适应观测器;容错控制;T-S模型;执行器故障重构;传感器故障重构

在实际控制系统中,故障的出现会导致系统不稳定或系统损坏,因此对故障诊断和容错控制的研究成为控制领域中的热点问题[1-2],其中对于非线性系统容错控制器的设计成为一个具有挑战性的课题[3-4]。

由于T-S模型结构简单,且能以任意精度逼近任何一光滑非线性函数,因而结合T-S模糊模型和线性系统设计方法来解决非线性问题的思路受到学者们的关注[5-9]。例如,文献[5]针对非线性动态系统将高阶滑模观测器扩展为T-S模糊模型方法,提出了一种传感器故障检测与隔离问题的解决方案。……