切换模糊系统的故障估计与容错控制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61803195
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

This project will address the problems of fault estimation and fault-tolerant control for switched fuzzy systems. Switched fuzzy systems are with the characteristics of switched systems and fuzzy systems simultaneously, and have important theoretical significance and practical application value. However, the studies on fault estimation and fault-tolerant control for switched fuzzy systems remain preliminary. Under such a background, this project will address the following problems for switched fuzzy systems with actuator fault and sensor fault: 1. A novel fault estimation observer with an adaptive compensator is constructed, which can estimate the actuator fault and sensor fault simultaneously. The designed compensator can compensate the harmful effects of the actuator fault’s derivative on estimation results. 2. Based on the fault estimation, the fault-tolerant controller with a fault compensator is designed, which can ensure that the systems remain stable for the case that there are faults in the systems. 3. For the case that the systems are affected by the external disturbance input, which is with unknown dynamic and does not satisfy the bounded energy condition, the fault estimation observer and adaptive disturbance observer are designed to estimate the faults and the disturbance simultaneously, which can reduce the influence of the disturbance input on fault estimation results. The estimation information is used to design the fault-tolerant anti-disturbance controller to stabilize the switched fuzzy systems. This project can enrich the existing fault estimation and fault-tolerant control theories, and can provide useful references for the safe operation of the system.
本项目研究切换模糊系统的故障估计与容错控制问题。切换模糊系统同时继承了切换系统和模糊系统的特点,具有重要的理论意义和实际应用价值,但关于切换模糊系统的故障估计与容错控制的研究尚处于起步阶段。基于此,本项目针对同时具有执行器故障和传感器故障的切换模糊系统,研究以下内容:1.构造具有自适应补偿器的新型故障估计观测器,同时估计执行器故障和传感器故障,通过设计补偿器,补偿执行器故障的导数对估计结果的不良影响。2.在故障估计的基础上,设计具有故障补偿器的容错控制器,确保系统在发生故障的情况下仍能保持稳定。3.针对系统受到不满足能量有界条件并且动态未知的外部干扰影响的情况,通过设计故障估计观测器和自适应干扰观测器,同时估计系统中的故障和干扰,降低干扰输入对故障估计结果的影响;进一步利用估计的信息,设计容错抗干扰控制器镇定系统。该项研究可以丰富现有的故障估计与容错控制理论,为系统的安全运行提供有益借鉴。

结项摘要

切换模糊系统同时继承了切换系统和模糊系统的特点,具有重要的理论意义和实际应用价值,但是关于切换模糊系统的故障诊断与容错控制的研究还相对比较有限。在本项目的资助下,项目组在切换模糊系统的故障估计与容错控制领域,取得了一系列研究成果:提出了新型故障估计方案,有效地降低了执行器故障导数对估计结果的影响,提高了估计精度,增强了设计的灵活性;利用估计的状态、故障信息,以故障补偿为基础,提出了基于观测器的容错控制方案;针对系统受到多源异构的干扰、噪声的影响,并且同时发生执行器故障、传感器故障的情况,综合考虑干扰解耦、干扰抑制、干扰估计与补偿,提出故障、干扰协同估计以及容错抗干扰控制方案;为了避免故障估计误差对系统状态的影响,提出了基于一步LMI的故障估计与容错控制的集成设计方法。在该项目的支持下,项目组在IEEE TFS, IEEE TII,IEEE SMC-Systems 等期刊(或会议)发表论文26篇,其中SCI检索论文23篇。相应研究成果受到国内外专家学者的高度认可和积极评价。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Elegant anti-disturbance control for stochastic systems with multiple heterogeneous disturbances based on fuzzy logic systems
基于模糊逻辑系统的多异质扰动随机系统优雅抗扰控制
  • DOI:
    10.1177/0142331220922732
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF MEASUREMENT AND CONTROL
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    You Lihong;Wei Xinjiang;Han Jian;Zhang Huifeng;Liu Xiuhua;Hu Xin
  • 通讯作者:
    Hu Xin
Robust Synchronization for Under-Actuated Vessels Based on Disturbance Observer
基于扰动观测器的欠驱动船舶鲁棒同步
  • DOI:
    10.1109/tits.2021.3054177
  • 发表时间:
    2021-02-02
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS
  • 影响因子:
    8.5
  • 作者:
    Hu, Xin;Wei, Xinjiang;Han, Jian
  • 通讯作者:
    Han, Jian
Intermediate variable observer based fault estimation and fault-tolerant control for nonlinear stochastic system with exogenous disturbance
基于中间变量观测器的外生扰动非线性随机系统故障估计与容错控制
  • DOI:
    10.1016/j.jfranklin.2020.02.050
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Journal of the Franklin Institute
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Xiuhua;Han Jian;Wei Xinjiang;Zhang Huifeng;Hu Xin
  • 通讯作者:
    Hu Xin
Adaptive synchronization of marine surface ships using disturbance rejection without leader velocity
使用无先导速度的扰动抑制的海上水面舰艇自适应同步
  • DOI:
    10.1016/j.isatra.2020.12.044
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ISA Transactions
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Xin Hu;Xinjiang Wei;Qingtao Gong;Jianzhong Gu
  • 通讯作者:
    Jianzhong Gu
基于中间观测器的多智能体系统分布式故障估计
  • DOI:
    10.16383/j.aas.c180179
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘秀华;韩建;魏新江
  • 通讯作者:
    魏新江

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其他文献

基于遥感双层模型的宝鸡峡灌区日蒸散发估算
  • DOI:
    10.16360/j.cnki.jbnuns.2017.02.014
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    北京师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱明承;占车生;王会肖;王飞宇;韩建;马美红
  • 通讯作者:
    马美红
太行山区降水空间扩展方法与垂直地带性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩建;占车生;王飞宇;胡实
  • 通讯作者:
    胡实
基于电容法的原油高含水测试仿真研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    自动化仪表
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩建;马跃;曹志民;全星慧;牟海维
  • 通讯作者:
    牟海维
大黄酸对马兜铃酸A引起的斑马鱼肾脏损伤的保护作用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王雪;刘可春;王希敏;韩利文;张姗姗;何秋霞;陈锡强;韩建;王荣春
  • 通讯作者:
    王荣春
Phenolic rigid organic filler/isotactic polypropylene composites. III. impact resistance property
酚醛刚性有机填料/全同立构聚丙烯复合材料。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Front. Chem. Eng. China
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩建;林鹤鸣;吴明华;蔡智奇;戚栋明
  • 通讯作者:
    戚栋明

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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