Disturbance-Observer-Based Fault Tolerant Control of High-Speed Trains: A Markovian Jump System Model Approach
Disturbance-Observer-Based Fault Tolerant Control of High-Speed Trains: A Markovian Jump System Model Approach
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基于扰动观测器的高速列车容错控制：马尔可夫跳跃系统模型方法
DOI：
10.1109/tsmc.2018.2866618
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发表时间：
2020-04
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Guo Lei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yao Xiuming;Wu Ligang;Guo Lei
本文研究了高速列车在多种可能故障情况下的容错控制问题。基于随机跳变系统模型方法，建立了一种新的含系统故障的多质点模型。提出了一种新的基于干扰观测器的主动容错复合递阶抗干扰控制策略，使得复合系统具有位置和速度跟踪性能，同时具有随机稳定性。根据故障和故障检测与隔离过程的转移概率（TP）是否完全可得，分析了TP完全已知、部分已知和完全未知3种情况。对于每种情况下，基于李雅普诺夫函数的方法，通过一个凸优化问题的复合分层控制器合成。最后，通过仿真验证了所提方法的有效性.
This paper addresses the fault tolerant control problem for high-speed trains in case of multiple possible failures. A new multiple point-mass model with system faults is built based on a stochastic jump system model approach. A novel active fault tolerant composite hierarchical anti-disturbance control strategy based on the disturbance observer is proposed such that the resulting composite system is stochastically stable with position and velocity tracking performance. According to whether the transition probabilities (TPs) of the failure and fault detection and isolation process can be accessed completely, three different cases (TPs are completely known, partially known, and completely unknown) are analyzed. For each case, based on the Lyapunov functional approach, a composite hierarchical controller is synthesized via a convex optimization problem. Finally, the simulations are given to illustrate the performance of the proposed methodologies.
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--
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--
作者：
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Paul M. Anderson;A. Bose
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Tao Li;Gang Li;Qing Zhao
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