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对于可能发生执行器故障的非线性网络化控制系统(NNCS)， 考虑系统会受到外界有限能量扰动的影响， 以及控制器可能存在参数摄动的情形， 采用主-被动混合容错控制策略保证系统的运行性能， 并引入离散事件触发通讯机制(DETCS)节约网络资源， 提高系统的控制质量(QoP)和通讯服务质量(QoS)。 论文的主要研究
内容如下：
1) 针对 NNCS， 基于 T-S 模糊模型建立集事件触发条件、 网络诱导时延及执行器故障于一体的数学模型； 进一步考虑到控制器可能存在参数摄动， 且系统受到外界有限能量扰动的影响， 建立受扰 NNCS 闭环故障模型； 同时利用平行分布补偿原理设计符合 NNCS 特性的容错控制律。
2) 基于 1)中建立的模型， 设计被动 稳定容错控制器使闭环系统对提前预知的故障具有鲁棒性， 同时离线设计的故障检测观测器利用源源不断的周期采样信号实时检测系统可能发生的故障， 若得到未知故障大小， 一方面由被动容错控制器增益防止系统性能恶化， 一方面根据故障信息迅速补偿， 确保系统具有稳定性能。
3) 实际工业系统面临的问题不仅仅是执行器可能发生故障而影响系统运行的稳定性， 不可避免地会受到外界有限能量扰动的刺激， 以及控制器元件可能存在参数摄动等不利因素的影响， 因此提出主-被动混合非脆弱 H 容错控制策略，使得 NNCS 在执行器发生已知或未知故障时都保持渐近稳定， 并对外界有限能量扰动具有一定的抗干扰能力。
4) 为了在保证系统控制性能的基础上进一步提高网络通讯服务质量， 将事件发生器置于采样器与故障检测观测器之间，不再直接利用周期采样信号估计故障，而是考虑信息的非均匀传输建立故障 NNCS 增广模型。 首先离线设计被动容错控制律，继而采用事件发生器输出的非均匀信号集成设计故障检测与动态调节机制，使系统在发生执行器故障时既能节约网络资源， 又尽可能保持无故障时的性能。5) 最后在 MATLAB 仿真平台上对上述所有理论推导进行了仿真验证。 文中所设计的故障检测模块能有效估计故障； 对比同一模型在被动容错控制(PFTC)、主动容错控制(AFTC)及主-被动混合容错控制下的响应曲线， 发现混合容错控制方案能有效结合 PFTC 和 AFTC 的优点， 使系统对集内/外故障均具有容错能力；同时， 引入的 DETCS 极大地节约了网络通讯资源， 提高了资源利用率。
关键词： 非线性网络化控制系统； 容错控制； 离散事件触发通讯机制； 非脆弱控
制； 非均匀传输 1.2 事件触发机制下 NNCS 鲁棒容错控制研究现状
虽然在上世纪 90 年代就有学者提出事件触发思想并应用于 PID 控制中， 但并没有广泛使用， 目前大多数网络化系统的控制仍然是基于时间周期采样的， 其好处是采样信息精确并易于实现， 不足之处是一旦周期确定， 即使系统平稳运行也会有源源不断的数据在闭环中传输， 造成网络通讯资源的浪费。 随着人们对传输速度和带宽等要求的提高， 事件触发通讯机制已逐步成为控制界炙手可热的研究主题。 文献[21]针对具有时延和丢包的 NCS 做了事件触发机制与 H 控制的协同设计。 文献[22]中详细描述了可能发生执行器或传感器故障的系统如何引入事件触发通讯机制， 结合网络传输时延、 事件触发机制、 具有不同失效率的传感器或执行器故障，文中提出新的故障模型并进行可靠性控制。文献[23]就目前 DETCS下网络化控制系统的研究做了全面综述， 并提出现阶段在此方面存在的不足和下一步需要解决的难题， 为后续工作者指明方向。 以下就相关研究进行详细阐述。
1.2.1 NNCS 被动鲁棒容错控制研究
针对 NCS 带来的各种新问题， 近年来有诸多学者积极地投入到该领域的研究中并取得了丰硕的理论和应用成果， 比如对于网络传输延时问题提出的最优随机控制方法、 队列方法及增广状态向量法等系统分析方法； 对数据丢包问题提出的混杂状态模型方法及异步动态模型方法等。 同样的， 对于 NCS 各个有可能出现故障的元件也有相应的研究， 鲁棒控制和容错控制就是研究如何减小各种故障对系统性能的影响而提出来的。 目前关于 NCS 容错控制的研究日益成熟， 其中应用最广的当属被动容错控制方法。
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