具有执行器故障的随机鲁棒预测容错切换控制

摘要: 针对一类具有不确定性、未知扰动、执行器随机故障的工业过程，提出了一种随机鲁棒预测容错切换控制（SRPFTSC）方法.其主要贡献是融合了随机控制理论与鲁棒预测控制方法，解决了实际工业过程中执行器存在一定概率故障的问题，改进了传统的容错控制（FTC）方法.首先，建立含有系统状态增量和输出跟踪误差的新型多自由度状态空间扩展模型，以描述一类具有一定不确定性、未知扰动、执行器随机故障的工业过程；其次，基于该扩展模型设计含有故障随机特性的反馈控制律，实现了故障情况下的FTC控制和无故障情况下的正常控制.进一步给出了具有线性矩阵不等式（LMI）形式的相关定理和推论.同时利用指数稳定证明给出容错控制器切换的稳定条件，使系统在H∞意义下满足渐近稳定的要求.最后，以注塑成型保压过程为例，验证了该方法的有效性和可行性. 

关键词: 预测控制    容错切换    随机故障    线性矩阵不等式    

0 引言

随着科学技术的迅速发展，人们出于经济性与安全性的考虑，对控制性能提出了新的要求，传统控制方法如PID(proportional-integral-di