Stability analysis and failure tolerant control for discrete-time linear systems with controller failure
Stability analysis and failure tolerant control for discrete-time linear systems with controller failure
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具有控制器故障的离散时间线性系统的稳定性分析和容错控制
DOI：
10.1080/00207179.2014.966325
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发表时间：
2015-03
影响因子：
2.1
通讯作者：
Xiao, Jian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiang, Weiming;Zhai, Guisheng;Xiao, Jian
本文研究了离散时不变线性系统在控制器偶然失效时的稳定性和容错控制问题。通过引入最小控制器可靠时间和最大控制器失效时间的概念，提出了一种新的时变分段二次型李雅普诺夫函数（TPQLF）方法来分析存在控制器失效时闭环系统的稳定性。TPQLF方法结合了以往基于李雅普诺夫函数的结果，如共同的李雅普诺夫函数和分段李雅普诺夫函数方法的优点。此外，基于TPQLF，可行域描述的最小控制器可靠时间和最大控制器故障时间对可以很容易地通过迭代算法计算。然后，在分析结果的基础上，时变状态反馈增益制定的容错控制器。结果表明，时变结构的控制器比时不变结构的控制器具有更强的容错能力。文中给出了几个数值例子来说明我们的理论结果。
In this paper, the stability and failure tolerant control are investigated for discrete-time time-invariant linear systems with occasional controller failure due to physical or purposeful reason. By introducing the conceptions of minimal controller reliable time and maximal controller failure time, a novel time-varying piecewise quadratic Lyapunov function (TPQLF) approach is proposed to analyse the stability property of closed-loop system in presence of controller failure. The presented TPQLF method combines both merits of previous Lyapunov function based results such as common Lyapunov function and piecewise Lyapunov function approaches. Furthermore, based on TPQLF, the feasible region described by pairs of minimal controller reliable time and maximal controller failure time can be easily computed by an iterative algorithm. Then, on the basis of the analysis results, time-varying state feedback gains are formulated to construct failure tolerant controller. It is demonstrated that the time-varying structure of controller provides more failure tolerance capacity than time-invariant controller. Several numerical examples are given to illustrate our theoretic findings in this paper.
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切换脉冲系统的稳定性分析与控制综合
影响因子：
3.9
作者：
Xiang, Weiming;Xiao, Jian
通讯作者：
Xiao, Jian
DOI：
10.1109/9.539424
发表时间：
1996-10
期刊：
IEEE Trans. Autom. Control.
影响因子：
--
作者：
A. Morse
通讯作者：
A. Morse
影响因子：
2.4
作者：
G. Zhai;Xinkai Chen;S. Takai;K. Yasuda
通讯作者：
G. Zhai;Xinkai Chen;S. Takai;K. Yasuda
DOI：
10.3182/20020721-6-es-1901.00502
发表时间：
2002
期刊：
IFAC Proceedings Volumes
影响因子：
--
作者：
C. D. Persis;R. Santis;A. Morse
通讯作者：
C. D. Persis;R. Santis;A. Morse
DOI：
10.9746/sicetr1965.36.1050
发表时间：
2000-11
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
G. Zhai;S. Takai;K. Yasuda
通讯作者：
G. Zhai;S. Takai;K. Yasuda