针对存在执行器故障的间歇过程随机2D控制器设计方法技术

本发明专利技术提供一种针对存在执行器故障的间歇过程随机2D控制器设计方法，属于工业过程的先进控制领域，具体包括以下步骤：A、构建二维状态空间模型，即建立具有执行器故障的间歇过程模型；B、将构建的二维状态空间模型转化为二维随机系统模型；C、根据构建的二维状态空间模型设计出满足概率条件的控制律；D、采用线性矩阵不等式的形式对控制器增益进行求解。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术可以针对系统故障概率的大小自由切换控制器，对于故障频发的系统，使用可靠控制器，保证系统稳定运行；对于精密程度较高的系统，发生故障概率较低，则根据不同情况选择相应控制器，即仅在故障发生时切换为可靠控制器即可，极大地节约了资源，降低了控制成本。

Design method of random 2D controller for batch process with actuator failures

The present invention provides a method for the design of batch process stochastic 2D controller actuator faults, which belongs to the field of advanced control for industrial process, including the following steps: A, build a two-dimensional state space model, namely the establishment of a batch process model with actuator faults; B, the two-dimensional state space model is constructed into a two-dimensional random system model; C, based on the two-dimensional state space model is designed to meet the conditions of the control law of probability; D, by linear matrix inequality is used to solve the controller gain. The invention has the advantages that the invention can switch free size controller for the system failure probability, the frequent system malfunction, the use of reliable controller to ensure the stability of the system; the system for a higher degree of precision, the failure probability is low, according to the different situation of the corresponding controller, which is only in the event of a failure to switch to reliable controller can greatly save resources, reduce the cost of control.

【技术实现步骤摘要】
针对存在执行器故障的间歇过程随机2D控制器设计方法
本专利技术属于工业过程的先进控制领域，尤其涉及一种针对存在执行器故障的间歇过程随机2D控制器设计方法。
技术介绍
随着工业产品社会需求量的与日俱增，自动控制系统的规模逐渐扩大、复杂性日益增加，以间歇生产方式为主的设备将在更加复杂的环境下运作，当生产设备长时间处在复杂条件下进行生产操作时，故障发生的可能性也就随之增加。众所周知，执行器是系统必需设备，也是最常发生故障的地方，实际动力系统在开始使用时，执行器运行良好，能够完成指定的控制目标，但随着机器的使用会出现老化等现象，这时发生故障的可能性就随之增大。故障的发生不仅可能影响产品质量和生产效率，还可能会造成重大的财产损失和人员伤亡。以注塑保压过程中阀门开度为例，经过一段时间的使用，当阀门出现堵塞等故障时，往往采用可靠控制器，加大阀门开度，一定程度上保证了系统的控制性能。但是当系统发生故障的概率极低时，仍然使用可靠控制的方法会造成原材料的浪费，提高生产成本，从长远来看，这一问题对于日渐提倡节能减耗的今天至关重要，但是目前并没有引起足够的重视。目前关于间歇过程故障的成果都是基于可靠控制来解本文档来自技高网...

【技术保护点】
针对存在执行器故障的间歇过程随机2D控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、构建二维状态空间模型，即建立具有执行器故障的间歇过程模型：

【技术特征摘要】
1.针对存在执行器故障的间歇过程随机2D控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、构建二维状态空间模型，即建立具有执行器故障的间歇过程模型：其中，A(t,k)＝A+ΔA(t,k)，ΔA(t,k)表示内部扰动，并且分别满足ΔA(t,k)＝DF(t,k)E，F(t,k)FT(t,k)≤I，{D,E}为适维常数阵，I为适维单位阵；x(t,k)∈Rn,u(t,k)∈Rm,y(t,k)∈Rl分别表示系统状态，系统控制输入及系统输出；t,k分别表示运行时刻与批次；Tp表示一个批次运行的总时间，w(t,k)表示外部干扰；是变化在一个已知的范围内参数，满足：在执行器发生故障时，即时，系统实际输入uF(t,k)将不等于u(t,k)，即uF(t,k)≠u(t,k)，将系统实际输入表示为当前时刻系统正常运行的情况下，下一时刻系统的运行状态有两种情况，系统仍然正常运行，或者系统发生故障，在这里定义α是当前时刻正常的情况下，下一时刻发生故障的概率，则有：0≤P{γ(t+1,k)＝1|γ(t,k)＝0}＝α≤1(3a)0≤P{γ(t+1,k)＝0|γ(t,k)＝0}＝1-α≤1(3b)P{γ(t+1,k)＝1|γ(t,k)＝1}＝1(3c)P{γ(t+1,k)＝0|γ(t,k)＝1}＝0(3d)其中，代表了故障的发生与否；则批次方向发生故障时的概率如下：0≤P{γ(t,k+1)＝0|γ(t,k)＝0}＝(1-α)n≤1(4a)0≤P{γ(t,k+1)＝1|γ(t,k)＝0}＝1-(1-α)n≤1(4b)P{γ(t,k+1)＝1|γ(t,k)＝1}＝1(4c)P{γ(t,k+1)＝0|γ(t,k)＝1}＝0(4d)对于系统实际输入表示为：B、将构建的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立敏，李秉芸，于晶贤，施惠元，李平，张日东，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21