申请/专利权人：淮阴工学院

申请日：2020-01-10

公开（公告）日：2023-03-21

公开（公告）号：CN111158343B

主分类号：G05B23/02

分类号：G05B23/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.21#授权;2020.06.09#实质审查的生效;2020.05.15#公开

摘要：本发明涉及一种针对带有执行器和传感器故障的切换系统的异步容错控制方法，首先，通过变换将执行器和传感器故障作为状态的一部分，构造一个增广系统；其次，针对增广系统提出了一种故障估计观测器，同时假设观测器的切换信号与原系统存在不可避免的滞后，导致原系统与观测器之间的异步切换；再者，为了解决异步切换问题，给出了误差系统渐近稳定并满足H∞性能指标的充分条件；最后，基于故障估计信息，设计了基于观测器的状态反馈控制器，以保证闭环系统的稳定性。本发明不仅能够准确地估计系统的状态和故障，而且能保证闭环系统在执行器和传感器故障以及外部扰动情况下是稳定的。

主权项：1.一种针对带有执行器和传感器故障的切换系统的异步容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过变换将执行器和传感器故障作为连续时间切换系统状态的一部分，构造一个增广系统；所述增广系统为： 其中，xt∈Rn是状态、是控制输入、yt∈Rm是测量输出，是扰动，Ai,Bi,Ci,Di是具有适当维数的矩阵，假设Ai,Bi是可控的，Ai,Ci是可观的；执行器故障的导数是范数有界的，即：分别表示执行器故障和传感器故障，即步骤2：针对步骤1中增广系统提出一种故障估计观测器，同时假设所述故障估计观测器的切换信号与所述连续时间切换系统存在不可避免的滞后，导致连续时间切换系统与故障估计观测器之间的异步切换；所述故障估计观测器为： 其中，为观测器增益，是的状态估计，是观测器的输出，Lσ't是观测器增益，σ't是切换信号，假设增广系统7的被激活子系统与观测器存在延迟，集合Ω＝[t0,t1∪[t1+Δ1,t2∪…∪[tk+Δk,tk+1∪…表示相互匹配的时间，集合Ω'＝[t1,t1+Δ1∪…∪[tk,tk+Δk∪…表示不匹配的时间；tk和tk+Δk，k＝0,1,…，分别表示σt,σ't的切换瞬时时刻；步骤3：给出所述故障估计观测器的误差系统渐近稳定并满足H∞性能指标的充分条件，所述充分条件为：对于给定的常数α＞0,β＞0,μ1＞1,μ2＞1,γ＞0，如果存在正定矩阵Pi＞0,Pij＞0，以及矩阵Qi,Qij，对于i≠j,i,j∈N，使得：Pj≤μ1Pij,Pij≤μ2Pi15 其中， 若任意切换信号满足条件15-17及平均驻留时间条件18，则误差系统是渐近稳定的且满足H∞性能指标γ；其中，T-t0,t和T+t0,t表示在时间[t0,t内匹配与不匹配的总周期；步骤4：基于故障估计信息，设计了基于故障估计观测器的状态反馈控制器，以保证闭环系统稳定性；所述基于故障估计观测器的状态反馈控制器为： 其中，Ki是状态反馈控制器增益，假设Bi＝Fi；给出状态反馈控制器的误差系统渐近稳定并满足H∞性能指标的充分条件：对于给定的常数如果存在正定矩阵Ri＞0,Rij＞0，以及矩阵Wi，使得： 其中： 对任意的切换信号若满足如下的平均驻留时间条件18，则误差系统是渐进稳定的且满足H∞性能指标γ1；其中，T-t0,t和T+t0,t分别表示在时间[t0,t内匹配与不匹配的总周期。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 淮阴工学院 一种针对带有执行器和传感器故障的切换系统的异步容错控制方法

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