基于模式前缀的开关线性系统控制及其对容错的应用

本文考虑为开关线性系统在有限时间范围内设计基于前缀的最优控制器的问题。这一问题在容错控制中出现，当系统故障导致动力学突然变化时。我们考虑一种基于模式前缀的线性控制器，这些控制器仅依赖于切换信号的历史。我们提出的优化问题旨在最小化开关信号上的期望性能和最坏情况性能。我们指出，这一问题可以归约为一个凸优化问题。为此，我们为每种切换信号合成一个控制器，同时施加前缀约束以确保控制器之间的一致性。然后，使用系统级综合方法，以系统级参数的形式获得一个凸程序。特别地，可以证明前缀约束是系统级参数的线性形式。最后，我们将此框架用于对飞机模型进行最优控制，说明如何实现容错。