水下航行器控制系统的动态输出反馈稳定重构设计

？本文以水以航行器一类控制系统为应用背景，着重研究了当故障系统状态维数咒，输入维数mf，输出维数rf不满足mf+rf-1≥n条件时的控制系统重构设计方法。通过在反馈回路中引入一动态补偿系统，将被控系统和补偿系统视为一增广系统，适当选择补偿系统的维数l，使增广系统的n+l个闭环极点可任意配置，从而使重构后的系统性能尽量恢复到故障前系统的性能。这种方法的优点是，不论系统发生什么故障，只要故障后的系统可控、可观测，总可以通过引入具有适当维数的动态补偿系统，使增广系统的n+l个闭环极点可任意配置，从而达到重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前系统的性能的目的。同时这种方法可以保证重构控制系统的稳定性。应用本文方法设计的某型水下航行器航向和横滚耦合的重构控制系统及仿真结果说明本文方法的有效性。