离散时间切换系统主动容错控制：模式匹配器与鲁棒设计

本文主要探讨了一类特殊的离散时间切换系统在主动容错控制方面的深入研究。作者刘明明和孙伟，分别作为硕士研究生和博导，他们的工作聚焦于时间驱动的切换线性周期系统，这是一种关键的工业控制系统，其稳定性受到频繁切换和潜在故障的挑战。 在研究中，他们着重提出了“模式匹配器”这一创新概念，这是主动容错控制策略的核心组成部分。通过将控制律重构问题转化为一个跟踪问题，他们利用了鲁棒控制的李亚普诺夫函数理论，这是一种强有力的数学工具，用于确保系统的稳定性和鲁棒性，即使在面临不确定性和故障时也能保持良好的性能。这种方法体现了工业设计中的“模块化”原则，即系统的各个部分可以独立设计和更换，提高了系统的灵活性和可维护性。 作者通过对控制律的重新配置，确保了系统即使在切换过程中出现故障，也能通过“模式匹配器”的辅助，快速识别故障类型并采取适当的纠正措施，从而实现对故障的主动应对和容错处理。这种主动容错机制有助于提高系统的整体可靠性，并减少故障对系统运行的影响。 通过计算机仿真，文章展示了所提出算法的有效性。仿真结果强有力地证实了该方法在实际应用中的可行性，证明了其在面对切换故障时能有效维持系统的正常运行，确保了系统的稳定性和效率。 这篇论文在离散时间切换系统的研究领域具有重要意义，不仅提供了新的控制策略，还为工业界如何设计和实施主动容错系统提供了有价值的理论支持。这对于提升现代工业自动化水平，特别是在关键基础设施或高风险环境下，具有很高的实用价值。