网络化非线性系统中非脆弱H∞容错控制策略

本文主要探讨了"非线性系统的非脆弱H∞容错控制"这一关键领域的研究。在2016年的《控制工程》第23卷第7期上，智月明、姜顺和潘丰三位作者针对存在网络诱导时延和数据丢失的非线性网络化控制系统，提出了一个重要的问题，即如何在执行器遭受随机故障的情况下实现系统的非脆弱H∞容错控制。H∞容错控制是一种高级的控制策略，它旨在确保系统在面对不确定性和故障时仍能维持性能稳定。 研究的核心关注点在于系统参数允许存在时变不确定性，这种不确定性反映了实际系统中的复杂动态特性。执行器故障被假设遵循伯努利分布，这是一种常见于随机故障模型的概率分布，意味着故障的发生是离散的，可能是确定的或部分随机的。 作者运用了Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）分析方法来探究这个问题。Lyapunov稳定性理论是分析系统稳定性的基础工具，而LMI则被广泛用于控制系统的优化设计，特别是解决多变量系统的稳定性与性能问题。他们通过这些理论和工具，得出了一个关键的结果，即非脆弱H∞容错控制器存在的充分条件，这为控制器的设计提供了理论依据。 接着，作者通过求解线性矩阵不等式进一步得到了非脆弱H∞容错控制器增益的具体参数表达式。这个步骤通常涉及数值计算，旨在找到最优的控制策略，使得系统在处理故障的同时，保持其H∞性能指标，即对系统输出信号的干扰抑制能力。 最后，作者通过数值仿真实例验证了他们提出的控制器设计方法的有效性。这意味着他们的理论不仅停留在理论层面，而且能够实现在实际应用中的可行性和有效性。通过比较实际仿真结果和理论预测，研究人员可以评估控制策略在具体系统中的表现，从而进一步优化控制策略或推广到其他类似系统。 总结来说，这篇文章深入研究了非线性网络化控制系统的故障容忍性问题，引入了非脆弱性概念，采用数学工具进行分析，并通过实证研究证明了所提控制策略的有效性，对于提高网络化控制系统的可靠性和鲁棒性具有重要意义。