廣義智能控制的穩定魯棒性與容錯能力
韓忠旭
（中國電力科學研究院電力自動化研究所，北京100192）
摘 要：針對復雜受控對象對控制系統的要求越來越高，各種控制理論各有所長與不足，采用單一的控制理論和方法解決故障或局部失效對控制系統的影響，存在較多的困難這一問題。通過數學分析和邏輯推理，探索與闡述廣義智能控制的穩定魯棒性和容錯能力。廣叉智能控制系統中容許存在某些類誤差，并以開放的設計理念兼收并蓄多種先進控制策略與方法，用以改善閉環控制系統的動態性能指標，同時限制故障或局部失效對系統產生的不良影響。在火電單元機組的控制工程實踐中所取得的顯著效果，驗證了廣義智能控制具有較強的穩定魯棒性和客錯能力。
關鍵詞：廣義智能控制；穩定魯棒性；客錯；狀態反饋；ifo-kδx；pid
中圖分類號：tp 27 文獻標識碼；a
1引言
控制科學中的復雜性，主要根源在于受控對象的非線性、非定常性、高維數和系統模式的非單一性。復雜受控對象對控制系統的要求越來越高，而各種控制理論各有所長與不足，這種情形導致了控制理論之間的相互滲透[24]縱及控制方法之間的相互融合，一方面反映出復雜受控對象對先進的、****的、及綜合型控制系統的需求。同時也是控制科學為適應時
代的前進而需要不斷地更新與發展的必然結果。
文獻[19]提出了廣義智能控制的概念，由其定義可知，廣義智能控制的智能要素，除了經驗、知識、直觀現象，還涵蓋了由抽象思維和邏輯推理所得到的命題、定理、推論以及數學方程、函數或模型等，為經典控制、現代控制和狹義智能控制的有機融合，提供了一個共同的研究平臺，以便把人的智能與機器智能進行優勢互補，有機結合，走人機結合、不同學派相結合的廣義智能控制的發展道路，進一步拓展控制理論研究與探索的空間。
本文通過數學分析和邏輯推理，探索與闡述廣義智能控制的穩定魯棒性和容錯能力。
2 問題的工程背景
控制系統所工作的環境以及系統本身常常具有不確定性。馬克思在資本論序言中指出物理學家是在自然過程表現得最確實、最少受干擾的地方觀察自然過程的，或者，如有可能是在保證過程以其純粹形態進行的條件下從事實驗的，關肇直和黃琳都特別提到這一點。控制科學與物理學不同之處是其控制裝置總是在菲純化的環坑中工作的。文獻[1]進而指出：控制科學的研究必須針對非純化的環境，即必須討論不確定性對系統性能的影響和研究能適應這種不確定性的控制器的研究與應用，電力系統與熱工過程的建模、仿真及計算機控制系統的應用技術等方面的工作。
控制系統的穩定魯棒性與容錯控制方法的研究一直是自控領域的重要研究內容之一。一些杰出的論著[22-28]對于未建模不確定性控制器和部件失效系統容鍺控制器的設計具有重要的指導意義。
文獻[22]所提出的狀態反饋容錯控制系統設計方法具有簡單、實用的優點。文獻[23]討論了同時含未建模不確定性和執行器失效的系統的魯棒控制器設計方法，所給出的控制律不但可實現對某些冗余執行器失效的容錯，而且在正常和故障情況下閉環系統對不確定性也是魯棒的。
文獻[26]將魯棒故障檢測濾波器設計問題歸結為****化問題，通過求解riccati方程可得到魯棒故障檢測濾波器設計問題的****解。在共用同一狀態觀測器的情況下，將反饋控制器和魯棒故障檢測濾波器的集成設計問題歸結為兩目標優化問題，解決了同時滿足閉環控制系統設計要求和故障診斷系統魯棒性能的****集成設計問題。
文獻[27]分析了冷帶軋機產生壓下位置不同步的原因，在考慮系統參數不確定性和外部擾動情況下，將魯棒動態輸出反饋控制理論應用到軋機兩側壓下位置同步控制系統的設計。所設計的魯棒動態反饋同步控制器，可以在存在不確定的參數和外負載擾動的情況下實現同步控制。
文獻[28]在故障估計的基礎上，提出了動態輸出反饋容錯控制的設計方法，避免了基于觀測器的狀態反饋容錯控制的設計難點。同時，故障診斷觀測器和輸出反饋容錯控制是分開設計的，并且又考慮了各自的性能，簡化了設計過程。
線性系統理論。重要性在于它的基礎性，其大量的概念、方 |
