非线性系统的容错控制：一种归纳合成方法
系统与控制
2025-03-17 v1 系统与控制
摘要
执行器故障严重影响控制系统的性能与稳定性，对于需要在恶劣环境条件下自主运行的系统（如无人飞行器）而言，这一问题尤为关键。为此，可采用被动容错控制（PFTC）系统，即固定增益控制律，以确保在标称情况和故障情况下均能保持稳定性。本文提出一种基于反例引导归纳合成（CEGIS）的方法，为受部分或完全执行器故障影响的非线性控制系统设计可靠的 PFTC 策略。该方法具有有限时间收敛保证，并通过考虑具有潜在故障条件的非线性动力学扩展了现有技术。大量数值仿真表明，所提方法可应用于涉及自主水下航行器（AUV）速度与航向控制的现实操作场景。我们的 PFTC 技术合成时间相对较短（即数分钟）且计算需求极低，这使其适用于能源和机载电力资源有限的嵌入式应用。
引用
@article{arxiv.2503.11556,
title = {Fault-tolerant control of nonlinear systems: An inductive synthesis approach},
author = {Daniele Masti and Davide Grande and Andrea Peruffo and Filippo Fabiani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11556},
year = {2025}
}