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容错控制

/fault tolerant control/
最后更新 2023-03-31
浏览 342
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在控制系统执行器、传感器或者其他元器件发生故障,并且同时这些故障可能会对系统的稳定性以及性能产生很大影响的情况下,系统仍然可以保持稳定性的闭环控制。容错控制可同时实现对故障的容忍。

英文名称
fault tolerant control
所属学科
控制科学与工程

容错控制是一门交叉性学科,与鲁棒控制、故障检测与诊断、重组控制、监督控制等有密切联系。现代控制理论、信号处理、模式识别、最优化方法、决策论、统计数学等构成了容错控制的理论基础。

容错控制一般可分为被动容错控制和主动容错控制。

①被动容错控制。设计适当固定结构的控制器,该控制器除了考虑正常工作状态的参数值以外,还要考虑故障情况下的参数值。不仅在所有控制部件正常运行时,而且在执行器、传感器和其他部件失效时,利用鲁棒控制技术保障系统仍然具有稳定性和令人满意的性能。被动容错控制是在故障发生前和发生后使用同样的控制策略,不进行控制器本身的调节。

②主动容错控制。在故障发生后重新调整控制器的参数或者改变控制器的结构来保证发生故障后系统稳定。其控制策略是先利用故障检测诊断单元检测、诊断或分离出故障,再根据故障检测诊断的结果由控制器重构机制进行控制器的重组重构设计,设计出新的重组/重构容错控制器,以达到发生故障后系统保持稳定性的目的。主动容错控制可分为控制律重组和控制律重构两大类。前者是对控制器参数进行调整,后者是同时对控制器的参数和结构进行调整。容错控制理论对提高复杂系统的可靠性、可维护性具有重要作用,在飞行控制等实际系统中有着广泛的应用。

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