非线性系统主动容错控制综述

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ｐｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆＡＦＦＣｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｈｅｎｅａｒｌｙ５ｙｅａｒｓｆｒｏｍｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｓｅｎｓｏｒｆａｕｌｔｓ，ａｃｔｕａｔｏｒｆａｕｌｔｓａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆａｕｌｔｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒａｃｔｕａｔｏｒｆａｕｌｔｓｉｎｄｅｔａｉｌ，ａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
趋于成熟，而对非线性系统的研究正处于发展之中，成果相
近３０年发展起来的容错控制技术，为提高复杂系统可靠性提供了一条有效途径，其基本思想是利用系统的
冗余资源来实现故障的容错，即在某些部件发生故障的情况下，通过对故障的鲁棒设计或系统重构、控制策略的调整
等，仍能保证系统按原定性能指标继续运行，或以牺牲性能损失为代价，保证系统在规定时间内安全地完成其预定控
制任务。
对有限，其困难主要在于非线性系统本身的复杂性，使得原
有的对线性系统适用的建模、控制等方法均受到限制。同时主动容错控制中的ＦＤＤ与控制器调节机制对于非线性系统的故障检测和分离具有特殊的复杂性。然而，实际对象大多是非线性的，加上线性系统发生故障后，工作点也很容易进入非线性区域，因此，研究非线性系统的容错控制方法具有重要的理论与实际应用价值。本文以故障发生部位为分类视角，分别从传感器故障
使故障发生后的系统在新的容错控制器的支配下获得较为
满意的控制效果。相比于被动容错控制，主动容错控制在性能上总体更优，在设计方法上更有弹性，也更有应用价值，因此，学术界也给予了更多的关注。本文重点讨论主动容错控制方法。现存的主动容错控制方法中，针对线性系统的研究已
ＭＡＯＨａｉ－ｊｉｅ，ＬＩＷｅｉ，ＦＥＮＧＸｉａｏ — ｌｉｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｅｖｉ ‘ ｅｗｏｎａｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＦＴＣ）ｆｏｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｒｏｍｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎ
中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９７８７（２０１４）０４－０００６－０４
Ｒｅｖｉｅｗｏｆａｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍ
６
传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
２０１４年第３３卷第４期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
非线性系统主动容错控制综述
毛海杰，李炜，冯小林
（兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州７３００５０）
摘
要：以故障发生部位为分类视角，分别从传感器故障、执行器故障及其他部件故障３个方面，较为详
细地对近５年非线性系统主动容错控制的研究进展情况进行了归纳和总结，重点讨论了执行器故障的容错控制问题，并对所存在的问题与未来的发展趋势进行了探讨。关键词：主动容错控制；非线性系统；故障诊断
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＦＴＣ）；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍ；ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ０引言