不确定NCS的非脆弱鲁棒容错控制策略：执行器饱和场景

"该文研究了在网络化控制系统（NCS）中，存在时变时延、数据包丢失、执行器饱和、控制器参数摄动及非线性扰动等复杂因素下，系统在执行器出现结构性故障时的鲁棒容错控制问题。文中采用了时滞依赖的Lyapunov方法和容错吸引域的概念，通过状态反馈控制策略，推导出了一种闭环故障不确定NCS稳定性的不保守性不变集的充分条件，并提出了非脆弱鲁棒容错控制器的设计方法，同时对最大容错吸引域进行了估计。" 在控制理论中，网络化控制系统（Networked Control Systems, NCS）是指将传感器、控制器和执行器通过网络进行通信的控制架构。这种架构在现代工业和自动化领域中广泛应用，但由于网络引入的延迟和数据包丢失，使得控制设计变得复杂。执行器饱和是指执行器的输出不能无限增大，而是受到物理限制，这可能导致控制性能下降或系统不稳定。 文章关注的是在这些不确定性和约束条件下，如何设计控制器以应对执行器的结构性故障。结构性故障指的是执行器的某些部分完全丧失功能，而不仅仅是性能降低。作者采用时滞依赖的Lyapunov函数作为稳定性分析的基础，这是一种常用的方法，能够考虑系统动态中的延迟影响。 鲁棒控制旨在确保控制系统在面临模型不确定性、参数变化和外部扰动时仍能保持稳定性和性能。非脆弱控制则进一步要求控制器设计不仅在理想情况下有效，而且在参数变化或干扰下也能保持其性能。在本文中，作者提出了一种非脆弱鲁棒容错控制器，即使在执行器故障和网络效应存在的情况下，也能保证系统的鲁棒稳定性。 通过状态反馈控制策略，作者建立了一个条件，保证了闭环系统在执行器故障后仍能保持稳定性。这个条件是关于系统参数和网络效应的，可以用来指导控制器的设计。此外，他们还给出了最大容错吸引域的估计，这是系统在发生故障后仍能保持稳定操作的区域。 该研究提供了在网络化控制系统中处理执行器饱和和故障的一种新的理论框架，对于实际工程应用具有重要的指导意义。通过仿真实例，作者证明了所提方法的有效性和实用性。这一工作对网络化控制系统的故障诊断和容错控制技术发展有着积极的推动作用。