[发明专利]区间时变时滞系统的鲁棒模糊预测容错控制方法

摘要

本发明涉及一种区间时变时滞系统的鲁棒模糊预测容错控制方法，包括以下步骤：步骤一：构建非线性系统的T‑S模糊模型；步骤二：将构建的T‑S模糊模型转化为扩展的T‑S模糊模型；步骤三：根据构建的扩展T‑S模糊模型设计出满足控制律的容错控制器；步骤四：采用线性矩阵不等式的形式对容错控制器增益进行求解，计算鲁棒模糊预测容错控制律。本发明可以针对一类工业过程具有非线性、不确定性、未知干扰、区间时变时滞和部分执行器故障等特性，发明了一种时滞依赖的鲁棒模糊预测容错控制方法，使工业过程能更加平稳和高效的运行，改善了系统的性能，增加了系统的容错能力。

主权项

1.区间时变时滞系统的鲁棒模糊预测容错控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：构建非线性系统的T‑S模糊模型；一类具有不确定性、区间时变时滞、未知干扰和部分执行器故障的非线性系统可以通过如下T‑S模糊规则来表示：Rule Ri:式中，w(k)是表示在离散k时刻的系统状态、输入、输出和未知外界干扰；Z₁(k),L Z_q(k)是前件变量，是对于i个模糊规则的第h个模糊集合；d(k)是依赖于离散k时刻的时变时滞，满足：dm≤d(k)≤dM               (2)式中，d_M和d_m分别是时滞的上界和下界；Ω是不确定性集合；和Cⁱ是对于第i个模糊规则相应维数的常数矩阵，并且是在离散k时刻的不确定摄动，可以表示为：并且ΔiT(k)Δi(k)≤I；式中，Nⁱ,Hⁱ和是相应维数的已知常数矩阵；Δⁱ(k)是依赖于离散时间k的不确定摄动；α代表执行器故障；在故障的情况下，不能获得预定的控制律u(k)，实际的控制律表示为u^F(k)＝αu(k)或u^F(k)＝u_α，α＝0为完全故障，u_α为卡死故障，α＞0为部分执行器故障；α是未知的并假设在一定已知的范围内变化，即：其中α≤1和是已知的标量；通过加权一系列局部线性子模型(1)，非线性工业过程可以转换为如下的离散时变时滞状态空间方程的形式：式中，针对T‑S模糊模型(4)设计一个容错控制器，使得系统测量值可以跟踪设定值或者轨迹c(k)；为了表示方便，方程(5)可以定义为：通过方程(5)，可以看出这存在一个未知矩阵α0使得α＝(I+α0)β              (6)并且|α0|≤β0≤I；步骤二：将构建的T‑S模糊模型转化为扩展的T‑S模糊模型；步骤三：根据构建的扩展T‑S模糊模型设计出满足控制律的容错控制器；步骤四：采用线性矩阵不等式的形式对容错控制器增益进行求解，计算鲁棒模糊预测容错控制律