基于T-S模糊系统的汽车侧向动力学容错控制策略

本文研究主要关注"基于广义观测器的汽车侧向动力学系统容错控制"这一主题，由袁奥杰和李海涛两位作者合作完成，他们分别来自北京航空航天大学的中法工程师学院和仪器科学与光电工程学院。该研究的背景是针对汽车在行驶过程中可能遇到的传感器故障和外部干扰，提出了一种新的控制策略。 T-S模糊模型被用于描述汽车的侧向动力学系统，这是一种非线性系统建模方法，能够有效地处理系统复杂性和不确定性。广义观测器在此研究中起到了关键作用，它作为一种鲁棒控制工具，能够在系统受到不确定因素影响时，通过估计系统的状态来提供有效的补偿，确保车辆在故障情况下仍能保持稳定。 作者们通过求解基于李亚普诺夫稳定性理论的线性矩阵不等式，设计出了具有H∞扰动减弱性能的鲁棒广义观测器。这种观测器的主要目标是增强系统的抗干扰能力，确保即使在传感器失效的情况下，也能准确估计系统状态并采取相应的容错措施。 容错控制策略分为两部分：一是设计故障诊断机制，通过监控系统的输出反馈控制器组，能够识别并隔离故障，同时选择合适的控制律来稳定系统。二是利用未受故障影响的状态估计值，直接构建鲁棒状态反馈控制，这种方法更简洁，但同样能有效维护系统稳定性。 通过实例仿真，研究结果证实了提出的容错控制策略的有效性。在容错控制下，汽车状态的稳定性显著提高，而且系统输出能够得到及时的补偿修正，确保了车辆在实际驾驶中的安全性。因此，本研究对于提升汽车电子控制系统的可靠性和鲁棒性具有重要的理论和实践意义，属于控制理论与控制工程领域的重要研究成果。中图分类号U461.6 TP273.4表明了其在车辆动力学和容错控制领域的专门定位。