[发明专利]一种带有执行器故障的非线性切换系统的可靠控制方法

说明书

本发明公开了一种带有执行器故障的非线性切换系统的可靠控制方法，包括：步骤1：通过T‑S模糊模型给出非线性切换系统的数学描述，根据系统切换规则和模糊基函数设计可靠静态输出反馈控制器，并假设可靠静态输出反馈控制器参数已知，得到闭环系统的数学表达式；步骤2：构造随机李雅普诺夫函数并给定耗散性性能指标，建立保证闭环系统随机稳定性和耗散性的充分条件；步骤3：采用迭代算法进行线性化步骤2中的充分条件并求解可靠静态输出反馈控制器参数。解决了执行器故障导致系统性能变差甚至不稳定的问题；可以在执行器存在故障时依然对非线性切换系统实现有效控制，并且静态输出反馈控制器依赖于系统的量测值，不必要求系统状态可测，提高实用性。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种带有执行器故障的非线性切换系统的可靠控制方法。

背景技术

T-S模糊模型能够以任意精度逼近连续的非线性系统模型，因此T-S模糊模型被广泛地用于非线性系统建模。在实际运行过程中，非线性系统经常会受到外部扰动、结构突变、参数漂移等因素的影响，为了精确描述系统模型从而实现控制目的，切换T-S模糊模型被用来刻画复杂非线性系统。

切换T-S模糊系统可以看成多个模糊子系统在时间维度上的顺序组合，每个子系统的运行顺序和时间由符合一定规律的随机变量决定，因此，切换T-S模糊模型具有强大的建模能力，被成功应用于网络化控制系统、通信系统、飞行器等领域，有效地解决了系统的控制器设计问题。由于在工业控制过程中，执行器经常会发生各种故障，影响系统的稳定运行，因此有必要研究切换T-S模糊系统在执行器故障情况下的控制器设计问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带有执行器故障的非线性切换系统的可靠控制方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种带有执行器故障的非线性切换系统的可靠控制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过T-S模糊模型给出非线性切换系统的数学描述，根据系统切换规则和模糊基函数设计可靠静态输出反馈控制器，并假设可靠静态输出反馈控制器参数已知，得到闭环系统的数学表达式；

步骤2：构造随机李雅普诺夫函数并给定耗散性性能指标，建立保证闭环系统随机稳定性和耗散性的充分条件；

步骤3：通过S-procedure对步骤2中的充分条件进行处理，然后采用迭代算法对处理结果线性化并求解可靠静态输出反馈控制器参数。

本发明进一步的改进在于：

步骤1的具体方法为：

将非线性切换系统通过以下切换T-S模糊模型描述：

如果：θ_1k为M_i1，θ_2k为M_i2，…，θ_pk为M_ip，则：

并且：