基于观察者的自适应固定时间传感器对不确定非线性系统的故障补偿控制

科学领域:

• 控制系统工程 控制系统工程
• 非线性系统分析 非线性系统分析
• 故障诊断和耐受性问题

背景情况:

• 不确定的非线性系统容易发生传感器故障,降低性能和安全性.
• 现有的控制方法在固定的时间限制下,难以同时进行状态估计和故障补偿.
• 在动态系统中,尽管有传感器故障,但准确的跟踪和稳定性至关重要.

研究的目的:

• 为不确定的非线性系统开发基于观察者的自适应式传感器故障补偿策略.
• 为了实现固定的时间跟踪控制,尽管未知系统动态和传感器故障.
• 为了确保所有系统状态和跟踪错误在预先确定的有限时间内趋同.

主要方法:

• 设计了一种新的第六级利亚普诺夫函数,用于自适应的固定时间故障补偿.
• 开发了一种改进的状态观察器,以仅使用实际输出来估计未测量的状态.
• 基于观察者的状态估计与控制器设计的自适应故障补偿的整合.

主要成果:

• 所有闭环信号都被证明是在固定的时间间隔内受到限制的.
• 观察错误和跟踪错误在固定的时间内汇聚到零点周围的一个小邻里.
• 模拟结果验证了拟议的控制方法的有效性和稳定性.

结论:

• 拟议的基于观察者的自适应控制方案有效地弥补了不确定非线性系统中的传感器故障.
• 该方法保证了跟踪和观测错误的固定时间趋同,提高了系统可靠性.
• 这种方法为复杂的动态系统的耐故障控制提供了显著的进步.