指令滤波与预设性能的自适应容错控制策略

本文主要探讨了"基于指令滤波和预设性能的自适应容错跟踪控制"这一高级的理论和技术在非线性系统中的应用。作者团队，龚建业、高吉成、杨鹏飞、张天平和沈启坤，来自扬州大学，他们针对一类存在未建模动态和不可预测故障的复杂系统提出了创新的控制策略。 在传统控制方法中，处理这类系统的挑战之一是未知的控制方向，尤其是当系统存在不确定性和故障时。为解决这个问题，研究者引入了Nussbaum函数，这是一种重要的工具，它能够帮助处理系统控制信号的不确定性，确保控制的有效性和鲁棒性。 作者们采用指令滤波器与后推技术相结合的方法，这显著降低了容错控制器设计的复杂性。通常，在后推设计中，每个步骤都需要计算虚拟控制信号的导数，这种过程繁琐且可能增加系统稳定性风险。通过指令滤波器的应用，可以绕过这部分计算，简化设计流程，提高设计效率。 预设性能是另一个关键概念，它要求控制系统能够在保证预定性能指标的同时处理非线性和不确定性。文中通过引入预设性能函数和误差转化函数，将原始系统转化为一个结构相似但更为简化的问题，将预设控制问题转化为一个关于系统稳定性的分析问题。这样，研究者能够证明闭环系统的所有信号在整个工作域内都保持半全局一致终结有界，表明系统的稳定性和安全性得到了保障。 这项研究提供了一个有效的自适应容错控制框架，不仅适用于具有复杂动态和故障的系统，而且在设计过程中展现了高度的灵活性和计算效率。预设性能的引入使得控制器不仅能够适应环境变化，还能确保系统性能达到预先设定的标准，这对于实际工业应用中的系统稳定运行具有重要意义。未来的研究可能进一步优化算法，提高容错能力，并在更广泛的工程领域推广这种先进的控制策略。