多输入多输出非线性系统的模糊自适应容错控制

摘要

针对一类多输入多输出(multi-input multi-output, MIMO)非线性系统的跟踪控制问题，设计一种新型自适应模糊容错控制器。首先，通过误差转换将受约束的系统误差转换为无约束误差；采用基于开关切换的控制策略处理潜在的执行器故障。其次，在传统的模糊逻辑系统中引入非零时变参数，通过该参数在线调节模糊逻辑系统的逼近精度。根据稳定性理论设计控制器和自适应律，当系统状态超出逼近域时，利用自适应律使系统状态回到滑模面，进而进入逼近域内。结合矩阵分解和Nussbaum型函数的方法，解决控制方向未知的问题。改进的平均驻留时间用于保证输出约束下信号的一致有界性。仿真结果表明，闭环系统的所有信号在时变约束内都能实现理想的跟踪性能。

关键词

执行器故障 / 容错控制 / 多输入多输出系统 / 自适应模糊控制 / 李雅普诺夫函数