航空发动机分布式系统自适应事件触发H 容错控制
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V233.7

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国家科技重大专项基金项目(J2019-V-0003-0094).


Adaptive event-triggered H fault-tolerant control for aero-engine distributed systems
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    摘要:

    针对存在执行器故障、外部干扰、输入输出量化误差和网络诱导时延的不确定性航空发动机分布式控制系统, 提出自适应事件触发$H_{\infty}$控制方法. 首先, 对执行器故障、外部扰动、量化误差和系统不确定性进行数学描述, 给出自适应事件触发机制来提高网络资源的利用率, 并建立考虑以上因素的闭环系统数学模型; 然后, 利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法建立保证系统渐近稳定的充分条件, 并给出以线性矩阵不等式形式的自适应事件触发器和$H_{\infty}$控制器的协同设计方法. 在给定的仿真条件下, 自适应事件触发机制节省的网络资源达到94 %, 相较于普通的事件触发器提升了46.4 %. 仿真结果表明, 所提出的事件触发器和控制器能够保证系统在以上考虑的不良因素下仍然渐近稳定.

    Abstract:

    An adaptive event-triggered $H_{\infty}$ control method is proposed for the uncertain aero-engine distributed control systems with actuator fault, external disturbance, input-output quantization error and network induced time delay. Firstly, the actuator fault, external disturbance, quantization error and system uncertainty are mathematically described, an adaptive event-triggered mechanism is given to improve the utilization of network resources, and a closed-loop system mathematical model considering the above factors is established. Then, the Lyapunov-Krasovskii functional method is utilized to establish a sufficient condition to ensure the asymptotic stability of the system, and a co-design method of adaptive event trigger and $H_{\infty}$ controller in the form of linear matrix inequality is given. Under the given simulation conditions, the adaptive event-triggered mechanism saves 94 % of the network resources, which is an improvement of 46.4 % compared to the ordinary event triggers. The simulation results show that the proposed event trigger and controller can ensure that the system is asymptotically stable despite the undesirable factors considered above.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

刘崇智,汤晓君,李晓杉,等.航空发动机分布式系统自适应事件触发H 容错控制[J].控制与决策,2025,40(6):1950-1958

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  • 收稿日期:2024-08-16
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  • 在线发布日期: 2025-04-30
  • 出版日期: 2025-06-20
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