模糊组合切换方法及其在紧急故障控制中的应用

本项目以电力系统紧急控制为背景，研究一类复杂组合的切换模糊系统控制设计问题。这类系统利用切换系统和模糊系统的特点，准确刻画复杂工程系统中模糊特性，以及连续和离散变量间的耦合关系与相互作用机理。该模型突破目前文献采用的两级结构，特别是当参数发生突变或不连续变化时，它能直接在每个子模糊模型之间进行切换，切换规则可设计为变量的任意组合函数，弥补了目前依赖单一变量切换的不足。本项目首先利用切换凸组合理论，研究切换规则依赖观测器状态的控制问题。然后，基于Lyapunov泛函指数估计的方法，探索系统在时滞故障情况下，即在时延超过给定最大界时，该系统的稳定性和控制器综合等问题。再次，研究系统发生"严重失效"故障，即未失效部分不能镇定原系统时，引入切换机制，解决传统的"未失效执行器部分必须能镇定原系统"的控制问题。最后，探讨如何利用该设计思想研究电力系统的紧急控制问题，建立用于紧急控制的切换方案。

本项目研究了切换模糊系统的稳定性和控制器综合问题。课题以紧急控制为背景，提出切换模糊系统模型，其特点是当参数发生突变或不连续变化时，该模型能直接在每个模糊子模型之间进行切换，是目前结论的一种扩展，同时切换规则可设计为变量的任意组合函数，弥补了目前依赖单一变量切换的不足。使用切换技术及多Lyapunov函数方法研究输出反馈控制，从本质上分析因界定的放大处理而导致的保守性，给出了一种全新的自由权矩阵方法，避免传统方法带来的缺陷。改进鲁棒容错控制器，保证“严重失效”紧急控制下的切换模糊系统达到有效的可靠控制。将模型应用网络控制中，设计了牵制自适应控制器，通过控制少数几个点，达到控制全网的效果。探讨了“时滞故障”紧急控制的鲁棒控制。构造切换模糊观测器，对几类复杂的切换模糊系统给出了优于目前文献动态性能指标的快速跟踪切换控制。深入研究了具有松弛条件的离散切换模糊系统的控制设计和稳定性问题。本项目以提高系统的控制精度和抗干扰能力为目的，利用切换控制改善系统的动态品质，并可为网络控制系统和电力系统控制等实际问题提供理论基础。