有限频域的一类非线性多智能体系统故障估计及主动悬架系统可靠性控制研究.docx

有限频域的一类非线性多智能体系统故障估计及主动悬架系统可靠性控制研究基于鲁棒可靠性算法的故障估计和可靠性控制的研究在近些年来引起了广泛的关注。 然而 , 噪声和扰动的存在 , 可能会对故障估计系统与可靠性控制系统造成很大的影响 , 甚至导致错误报警。在提高系统的稳定性和鲁棒性的同时 , 也需要及时检测和估计出系统的故障 , 以便能做出合适的处理 , 避免意外事故的发生。本文以鲁棒为性能指标 , 在全频域和有限频域内研究 Lipschitz 非线性多智能体的故障估计观测器设计方法 , 以及在有限频域内研究主动悬架线性变参 (LPV)系统的可靠性控制器的设计方法 , 主要研究内容如下 :(1) 针对 Lipschitz 非线性多智能体系统发生故障的情况 , 分别在全频域和有限频域内设计故障估计观测器。首先 , 根据有向通讯拓扑图中智能体之间信息传递的关系 , 定义相对输出估计误差 , 设计自适应故障估计观测器 , 联合原系统状态方程 , 得到观测器误差系统 , 使用极点配置的方法将观测器误差系统的极点配置在一定的圆盘区域内。然后 , 在使用 Lyapunov 方法和矩阵不等式方法推导全频域故障估计观测器的 H_ 性能指标条件的过程中 , 利用 Lipschitz 函数的相关性质 , 结合 Schur 补引理 , 得到满足 H_性能指标的的充分条件。 其次 , 考虑到外界扰动和故障信号经常处于有限频域范围 , 根据定义的有限频域鲁棒性能指标以及迹的相关性质, 得到了有限频域内满足鲁棒性能指标的充分条件。最后 , 仿真结果表明 , 有限频域故障估计观测器比全频域故障估计观测器具有更好的鲁棒性能指标g, 减少了设计的保守性。 (2)针对主动悬架 LPV系统执行器发生故障的情况, 在有限频域内研究了鲁棒可靠性状态反馈控制器的设计方法。首先, 在考虑阻尼系数发生变化的情况下 , 建立了主动悬架系统模型。然后, 根据 generalizedKalman-Yakubovich-Popov(GKYP)引理和投影引理得到了状态反馈控制器存在的稳定性条件和鲁棒性条件, 该条件能保证主动悬架系统在有限频域内满足鲁棒性能指标, 而且无论执行器是否发生故障, 该系统都能稳定地运行。 最后 , 通过 Matlab 仿真验证了所设计的鲁棒可靠性状态反馈控制器的有效性。