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稳定性分析

时间:2022-10-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:定理7.1: 针对可重构模块机器人子系统动力学模型式 (7.2), 应用误差动力学方程式 与式 式 所示的参数自适应更新律, 能够实时检测出系统是否发生故障。 当系统未发生执行器或者传感器故障时,ei渐进收敛到零; 当系统发生执行器或者传感器故障时,ei则不能渐进收敛到零。

定理7.1: 针对可重构模块机器人子系统动力学模型式 (7.2), 应用误差动力学方程式 (7.11) 与式 (7.24) ˜式 (7.26) 所示的参数自适应更新律, 能够实时检测出系统是否发生故障。 (1) 当系统未发生执行器或者传感器故障时,ei渐进收敛到零;(2) 当系统发生执行器或者传感器故障时,ei则不能渐进收敛到零。

证明: (1)当系统不发生执行器或者传感器故障时, 则定义Lyapunov函数为如下形式:

上式对时间的导数如下:

将式(7.8)、 式 (7.11) ˜式 (7.13)、 式 (7.18) ˜式 (7.20) 代入式 (7.28) 可以得到:

将式(7.23) ˜式(7.25) 代入式(7.29),并且设λmin(Ii)是Ii的最小特征值, 由此可以得到:

因为由, 则应用Chebyshev不等式可以得到:

将式 (7.21)、 式 (7.22)、 式 (7.26)、 式 (7.31) 代入式 (7.30)可得:

由假设7.6可以得到:

可知V(t)≤V(0),所以ei有界。设函数, 则其积分为:

因为V(0)有界且V(t)非增有下界, 由此可得:

由上式(7.35) 可知Φ∈L2,由于,依据Barbalat引理可知的时候Φ(t)→0,进一步得t ,相应的,故可以得出结论:ei按指数规律收敛到零。

(2)当传感器发生故障时,因此,即ei对故障敏感且不收敛到零。

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