事件触发下随机系统的异步容错控制方法研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bai7691722
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在研究马尔科夫跳变随机系统的相关控制问题时,执行器故障、外界干扰与时滞的存在都有可能造成系统的模态信息在传输过程中的流失,不完全的系统模态信息的传输会导致控制器甚至执行器的模态与系统的模态异步运行。本论文中讨论的系统与控制器甚至执行器之间的模态异步现象用隐马尔科夫模型来进行描述。同时,在实际控制系统中,系统组件之间(如传感器、控制器、执行器之间)的信息交互与传输往往是通过网络来实现的,因此系统发生诸如丢包、网络诱导时滞甚至信道拥塞等网络问题是十分常见且不可避免的,这些问题的出现会导致有限的网络资源不能被充分地利用。为了增大网络资源利用率并避免Zeno行为的发生,本论文设计了一种模态依赖的离散事件触发机制。此外,由于设备老化或一些不可预知的外部环境影响,执行器可能会发生使系统性能下降甚至使系统崩溃的一类甚至多类型的故障,这些执行器故障类型包括部分失效故障、停机故障、偏移故障和卡死故障等。容错控制方法能在有效处理故障对系统影响的同时保持系统的稳定性。因此,针对马尔科夫跳变随机系统,基于隐马尔科夫模型和模态依赖的事件触发机制研究异步容错控制器的设计方法具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文针对马尔科夫跳变随机系统,通过采用隐马尔科夫模型、自适应控制以及线性矩阵不等式等理论与方法,分析了系统的稳定性。主要研究内容如下:(1)研究了事件触发机制下离散马尔科夫跳变系统的异步H∞容错控制问题。首先,系统、控制器与执行器三者模态信息的异步问题由两个相应的隐马尔科夫模型来表示,基于此分别设计了模态依赖控制器和模态依赖执行器。为了进一步提高网络资源的利用效率,设计了依赖系统模态的离散事件触发机制。最后,通过建立模态依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,得到了保证闭环系统是具有H∞扰动抑制性能的随机均方稳定的充分条件。(2)研究了自适应事件触发机制下遭受多类型执行器故障(包括部分失效故障和卡死故障)的连续马尔科夫跳变系统的异步自适应容错控制问题。首先,为了限制冗余资源进入网络,增大网络资源利用率,采用了一种自适应事件触发采样控制方法。进而,通过将未知的执行器卡死故障和未知外部干扰耦合成为一个增广干扰,可同时在线估计卡死故障和外部干扰的上下界。最后,基于触发的状态和估计值设计自适应事件触发异步容错控制器能在削弱卡死故障、部分失效故障以及外部扰动对系统影响的同时保证闭环系统的一致终极有界性。(3)研究了一类网络化随机无人船系统的异步自适应容错控制方法。针对该系统,首先研究了包括未知的部分失效故障和偏移故障的多类型执行器故障及外部扰动的估计问题。为了适应具有随机切换特性的无人船系统的变化,提出了自适应事件触发机制。随后,通过引入模态依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,提出了一种异步自适应容错控制方法,在有效补偿故障和外界干扰的基础上保证闭环系统的稳定性并通过仿真验证了所设计方法的有效性。
其他文献
二维过渡金属硫属化合物(TMDs)以其独特的结构和性质引起了研究人员极大的兴趣。硒化钼(MoSe2)和硒化钨(WSe2)分别为N型和P型的过渡金属硫族化合物。研究表明,二维材料的性能受到材料层数和缺陷等因素的巨大影响,并且本征的二维材料光电性能却有待改善。为此本文分别以少数层MoSe2和少数层WSe2为研究对象制备光电探测器,通过引入氧缺陷等方法,调控光电器件的性能,最后获得高性能的光电探测器。本
空间自成像效应是一种近场衍射的结果,即当平面波透过周期性的光栅传播时,在离光栅特定距离的位置上,会有与光栅相同的图案出现。为了纪念其发现者H.F.Talbot,空间自成像效应也被称为Talbot效应。后来,根据时空对偶性,T.Jannson发现在时域上也存在着相应的Talbot效应。将周期性的光脉冲序列通过色散器件传输,根据一阶色散量与光脉冲序列周期之间的关系,时域Talbot效应可以分为整数阶和
时间序列数据是在固定的时间段内收集到各个时间点的数据,通过预测时间序列数据集,对研究事物的历史轨迹以及对描绘事物将来的发展趋势和动态规划都有重要的意义,为更好的实现控制和精准的做出决策提供基础依据。而时间序列数据具有长依赖性,因此合理有效的预测网络模型选择将会对预测结果产生很大影响,且时间序列数据在采集过程中容易受到序列噪声干扰,需要在预测过程中对序列噪声进行处理和对预测误差进行补偿。为此本文主要
学位
学位
颅内出血(Intracranial Hemorrhage,ICH)是指颅骨内部的出血,是一种病情重、病残率和病死率高的脑部重症疾病,需要快速且准确的诊断,确定颅内出血的位置和出血亚型,提高患者的生存率。颅脑计算机断层扫描(CT)成像精度高且使用广泛,是初步诊断颅内出血的首选方案。经验丰富的放射科医生会通过调阅患者的颅脑CT影像,诊断颅内出血及出血亚型等病症,但放射科医生诊断颅内出血非常耗时,而且医
随着经济的高速增长,化石能源枯竭和环境污染问题接踵而至,可再生能源发展与环境保护已成为全世界公认的生存准则。其中,利用清洁无污染的太阳能与高效节能的热泵技术结合的太阳能热泵热水系统已逐步成为能源研究的热点。我国太阳能热泵热水技术的发展尚处于初步阶段,如何进一步实现节能降耗和保证稳定热水供应将是下一步理论研究的重点。为此,本文针对太阳能热泵系统的参数匹配和调度优化问题做了以下工作:(1)对系统设计参
氨(Ammonia,NH3)是现代社会最重要的化学产品之一,对工业、农业的正常运转至关重要。目前工业上使用最多的合成氨的方法是哈伯法(Haber-Bosch),该方法技术成熟,但该生产过程伴随着大量化石能源的消耗与污染物的排放,亟需将氨的生产过程绿色化。光催化和电催化技术收到了极大重视,可以直接从水和氮气(Nitrogen,N2)合成氨,没有污染物排放,能源和原材料都是没有污染的,被认为是理想的生
乳腺癌具有较高的发病率以及死亡率,是女性最常见的肿瘤疾病。目前,乳腺癌的诊疗模式已经逐步转化为具有针对性的个体化治疗方案。而乳腺癌病理信息中的Ki-67表达水平、分子分型及组织学分级等信息可为患者提供预后信息,这些指标有助于治疗计划的制定,预测患者的诊治疗效。在乳腺癌诊断治疗前需要进行医学影像检查,多参数磁共振成像包括多种成像技术,根据多种影像综合分析可以对癌症提供充足的信息,在乳腺癌诊疗中发挥重
电力推进系统作为船舶系统中的核心动力装备,其控制性能受海况变化的影响较大。为实现电力推进系统的有效控制,需要及时有效地辨识船舶所处海况,并针对不同的海况环境采取适当的控制方法。本文针对当前海况辨识和电力推进系统控制方法中存在的未考虑输入特征间存在的强相关性、控制模型自适应能力弱等问题,基于极大似然证据推理(MAKER)规则和证据推理(ER)规则,分别开展智能海况辨识和不同海况下电力推进系统控制方法