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1、项目编号 大学生创业训练计划项目中期检查报告项目级别： 国家级 省级 校级项目年度： 2012 项目名称： 复杂容错控制系统设计方法及应用 负 责 人： 孙莹 所在院系： 理学院信息与计算科学专业 联系 ： 18741354080 指导教师： 聂宏 辽宁石油化工大学教务处制表项目名称复杂容错控制系统设计方法及应用项目经费项目起止时间项目组信息姓名学号专业所在院系项目分工联系 负责人孙莹1005010124信息与计算科学理学院理论分析18741354080成员孙凯越1005010109信息与计算科学理学院算法收敛性分析18741354486吴欣1005010123信息与计算科学理学院设计方法18
2、741356609刘冲1111010210过程装备与控制工程实验学院计算机仿真18242311948指导教师信息姓名职称研究方向所在院系行政职务联系 聂宏教授切换系统与混杂控制，非线性系统的智能控制理学院副院长024-56865076一、项目进展情况概要（300-500字左右） 2012年12月，我们四人在辅导老师的指导下，从选题开始，经过收集资料，编制论文提纲，共同为完成这个项目而努力。首先，在12月，我们确定了研究方向，切换系统与混杂控制，非线性系统的智能控制。然后从图书馆借阅了几本关于鲁棒稳定性分析和智能控制方面的书，并查阅文献资料，研究稳定性条件，可靠控制器和切换信号的设计方法，了解各
3、种判据、算法和设计方案。3月份开始，我们每周都约定一天探讨论文，把自己的收获与大家分享。每周都学到了什么，有什么进步，并试着结合所学到的知识，构造可靠混杂控制器。控制系统中，时滞和不确定性是工程实际中广泛存在的一类复杂特性。针对时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题我们不仅查阅了中文文章，同时也翻译了一些外文，了解了一下当前的状况。并且开始着手准备写论文了。二、项目详细进展情况（包括项目的准备情况、具体实施情况、阶段性成果、与目标的差距、存在的问题及拟采取的措施、后续研究任务及拟取得的研究成果等，1500-2000字左右）2012年12月，我们四人共同开始准备这次项目，可能是第一次接触，开始的时候有
4、点手忙脚乱，不知所措。后来辅导老师教导我们先不要着急，并且给我们每个人下载了几篇论文，让我们先把别人的文章看明白，也许是以前不熟悉的内容，一下子有新的事物闯进来，有点恐惧，但是辅导老师先给我们讲解了一遍，渐渐地，我们也有了头绪，带着一丝好奇我们开始进行准备工作。首先，我们通过阅读一些书籍，了解到自从二十世纪七十年代后期Siljak首次在控制领域提出可靠控制以来，系统的可靠控制设计问题已经引起了人们的广泛重视，并且提出了许多设计可靠控制的方法。但是知道最近几年，可靠控制设计还都是基于离散故障模型。离散故障模型是最简单的故障模型，这些故障模型是把出现故障部件的信号输出设为零。时滞切换系统由于基于广
5、泛的工程背景和重要的理论研究价值越来越受到众多学者的关注。切换系统是一类混杂动态系统，由一族连续时间或者离散时间的子系统所组成，并且在这些系统之间有一个切换规则，协调控制这些子系统。切换系统作为一类特殊的混杂系统，可为混杂系统的研究提供理论和方法上的借鉴和支持。一方面，实际系统中由于建模误差、观测误差和近似线性化等因素从而使系统不可避免的含有未知参数和干扰，因此研究不确定切换系统的鲁棒控制具有重要的理论意义和使用价值。另一方面，在实际的应用中，经常出现执行器或者传感器失效的情况，这样就对系统提出了可靠性和容错性要求，要求系统在出现执行器或传感器失效的情况下依然可以保证系统的稳定性。大致了解了一
6、下我们需要准备的方向，这时，我们开始分工合作，我负责理论分析的部分，孙凯越做算法收敛性分析，吴欣研究设计方法，刘冲做计算机仿真。容错控制技术是提高动态系统安全性、可靠性的一种极为重要的途径，因而深入研究容错控制技术，不但具有重要的理论意义，而且也具有巨大的实际应用价值。目前关于容错控制技术的研究引起了广泛关注，已经成为控制界的热门研究课题之一。在各类工业系统中，时滞现象是极其普遍的，如长管道进料或皮带传输、极缓慢的过程或复杂的在线分析仪等均存在时滞现象，这都可归结为时滞系统模型。时滞的存在使得系统的分析和综合变得更加复杂和困难，同时时滞的存在也往往是系统不稳定和系统性能变差的根源。我们共同研究
7、了带有执行器故障的变时滞不确定系统的鲁棒可靠控制。给出了系统在正常运行和带有可预期执行器故障情况下，闭环系统保持二次稳定的时滞依赖充分条件。运用线性矩阵不等式方法给出了可靠状态反馈控制的综合方法。该方法相对于时滞独立条件下得到的结果，具有较小的保守性。还研究了线性状态时滞不确定系统部分传感器和执行器同时失效的容错控制问题。给出了带有时滞的状态反馈控制的设计方法。采用该方法设计的容错控制系统能够在保证系统闭环稳定的同时满足给定H性能指标，所设计的状态反馈控制器含有时滞项，可以减小时滞对闭环系统带来的影响。问题解存在的条件以线性矩阵不等式的形式给出。研究了线性变参数时滞系统的主动容错控制问题。在参
8、数的凸条件约束和系统参数矩阵的仿射依赖条件假设下，利用线性分式变换，将故障滤波器设计问题转化为H 控制器设计问题，给出了该变参数控制器的存在条件和增益求解方法，并给出了故障补偿的设计方法。将故障诊断与容错控制设计问题变为H控制器设计问题的思想可以推广到其他类型的系统。到目前为止，在论文的写作中主要有以下几个问题：1. 对论文所涉及的知识认识得不够深刻，所以对命题的探讨不够深入。2. 研究中引入的数据不够，对相关问题的支撑程度不足。3. 论文的各个部分之间的衔接不够强，有的地方缺少逻辑。 导致上述问题主要有两个原因，一是研究不够深入，二是撰写不够严密。针对这两个原因，解决的方法有： 1.对论文所
9、涉及的知识以及前人的研究成果理解程度需要更加深刻，在这个基础上才能得到有深度的结论。 2.需要对已完成的内容进行多次审阅，从内容、结构及用语等方面给予调整。 3.对于写作过程中遇到的具体难题要多向指导老师请求援助。 在往后的论文写作中主要研究任务是在已完成的基础上给予完善，具体的方法是参阅更多的相关研究文章，尤其是研究较为完整系统的书籍，深度提取其成果，结合可靠混杂控制器的研究方向与思路来引用，其中具体内容包括前期研究不足的怎样构造可靠混杂控制器等方面的问题。针对此问题,需要更加具体的探索鲁棒稳定性和容错控制。 另外，论文的进度方面，争取尽快完成一篇满意的论文。三、经费情况（包括总经费、已使用经费、用途等）四指导教师意见及指导建议：指导教师（签名）： 年 月 日五学院（部）意见：负责人（签字）： 学院（部）盖章： 年 月 日六团委意见：负责人（签字）： 团委盖章： 年 月 日
大学生创业训练项目中期检查报告1书
