“容错”,顾名思义,就是“忽视错误”的意思。它是计算机系统设计技术中的一个概念,而对控制系统来讲,则是针对高可靠性控制系统的一种综合策略。容错控制系统是一个不仅在长时间情况下,而且在某些元部件再次发生故障的情况下,都需要保证系统稳定性,并具备合理性能指标的控制系统。容错控制系统的研究可以提升系统的安全性可靠性、可维修性和使用寿命,具备最重要的实际意义和理论价值。

一、背景如果将一个系统比作一个人的话,则控制器可以视作人的大脑,公布控制指令；执行器可以看做人的手和脚,继续执行大脑的各项指令；传感器乃是人的眼、鼻、耳、口、舌等感观部分,搜集和公布当前信息；而人体内的经络、血管等则对应于系统的关联链接,负责管理各部分的信息关联。由此可见,在众多系统部件中,执行机构承担着整个系统的驱动功能,所有运营状态的变化都必须通过执行器的运作调整以求构建。因此系统的执行器负荷仅次于,结构尤为简单,也是最更容易再次发生故障的机构,并且执行器故障对系统的可靠性、安全性和有效性影响仅次于。而传感器作为为系统、控制器、滤波器等机构接管并发送到所须要准确信息的部件,故障的不存在也直接影响到系统的有效地运营及安全性可靠性。

在多个系统构成的简单系统中,关联链接和耦合网络的相连起到对整个系统的稳定性和追踪实时性能而言不可忽视。因此,关联部件的故障也能导致整个耦合系统的瓦解。另一方面,随着系统外部环境的变化、运行时间的沿袭和其他不能预测外力的影响,系统对象本身也不会经常出现故障性变化,如零件老化损毁或开裂、机体再次发生化学反应及经常出现裂缝等,使得原先系统模型过热,导致系统不平稳。对一个控制系统而言,控制器的长时间工作是一个系统长时间运营的最基本条件。

因此,控制器再次发生故障而给系统其他机构发送到错误指令,对整个系统安全性来讲不会产生灾难性的后果。另外,系统的其他部件,如模块、电路和一些软件的故障也不会对系统运营产生较小影响。总体来说,这些故障都会直接影响到系统的安全可靠运营。

在众多涉及实际工程领域,曾多次再次发生过许多导致根本性人员伤亡和相当严重经济损失的凄惨事件。这些事件都是由于机构设计无法杯葛外部扰动或者系统部件再次发生故障等原因导致系统安全性的上升,以后破坏设备而再次发生的。在航空航天领域,1985年日本JAL-747飞机因局部结构脱落而撞到山失事,机上524名人员中只有4人幸免于难。

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