《基於切換策略的魯棒容錯控制系統最佳化設計》是依託東北大學，由葉丹擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於切換策略的魯棒容錯控制系統最佳化設計
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：葉丹
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
系統模型普遍存在的不確定性及可能發生的故障均具有時變特性，因此要求所設計的控制系統必須對時變不確定性具有魯棒性，同時對時變故障具有容錯功能。本項目針對具有時變不確定性和時變故障的系統，提出一整套基於切換策略的魯棒容錯控制器最佳化設計的新方法。首先，針對具有時變仿射不確定性的線性系統，基於切換策略並採用參數依賴型 Lyapunov函式，構造魯棒變增益控制器；在此基礎上，進一步將時變執行器故障與時變不確定性一併考慮，深入剖析二者之間所存在的強耦合現象並引入新的切換策略，提出一套系統的魯棒容錯變增益控制器最佳化設計方法。其次，針對不確定輸入受限系統的容錯控制器綜合問題，給出凸的最佳化設計條件；同時考慮信號量化現象，引入新的分析方法和技術手段，減少不確定性、故障以及量化誤差等因素對控制系統設計的影響，提升系統的性能。該項研究不僅可以豐富現有的容錯控制理論，而且為提高實際系統的可靠性和安全性提供有益借鑑。
結題摘要
本項目完成了計畫任務書中規定的研究內容與研究計畫，取得了一些有意義的成果。主要針對具有時變不確定性和時變故障的系統，提出一系列基於切換策略的魯棒容錯控制器最佳化設計的新方法。項目組成員共發表標註基金號的論文72篇，其中57篇被SCI收錄；項目負責人葉丹成功獲得國家自然科學基金優秀青年科學基金項目資助(2013)、霍英東高等院校青年教師基金（2014），入選遼寧省百千萬人才工程計畫百人層次（2014）。葉丹擔任控制與決策編委和Mathematical Problems in Engineering編委，中國自動化學會信息物理系統控制與決策專業委員會秘書長。 本項目的主要創新工作集中在如下四個方面：(1)不確定線性系統魯棒與容錯最佳化控制：針對含有時變不確定參數、時變執行器故障的線性系統，提出了基於切換策略的狀態反饋/動態輸出反饋魯棒容錯最佳化控制方法；研究時變感測器故障下的不敏感可靠濾波器設計問題，明確給出了系統性能衰減、感測器故障及濾波器係數變化補償之間的關係。(2)非線性不確定系統的魯棒容錯最佳化設計: 針對不同類型的非線性系統，引入切換技術在多模型策略下設計出新穎的故障檢測與隔離觀測器，有效地檢測故障；針對帶有執行器故障的仿射非線性系統，提出新穎的基於自適應動態規劃的容錯控制方法，放鬆了對持續激勵條件的要求。(3)不確定互聯繫統的魯棒容錯最佳化設計：針對具有不同網路拓撲的多智慧型體系統，基於鄰接智慧型體的信息設計分散式自適應容錯控制器，保證了跟隨者的狀態能夠漸近跟蹤領導者的狀態；針對網路衰減故障，設計自適應控制器以解決複雜網路系統牽制節點的有限時間同步問題；(4)具有信號量化/輸入受限的不確定系統魯棒容錯控制器最佳化設計：針對不確定線性系統，構造了變增益量化反饋容錯控制器；針對輸入受限的連續不確定Markov系統，給出魯棒H2控制器設計方法，提高系統抗干擾能力。
