【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及故障估计
，尤其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。
技术介绍
随着现代技术的飞速发展，工程系统越来越复杂，对系统的安全性要求也越来越高。但在实践中，系统出现故障是不可避免的，它会影响装置的安全运行，造成系统性能下降，经济损失，甚至是灾难性的后果。在此背景下，故障诊断和容错控制作为一种有效的故障处理方法，在近几十年的发展中发挥着越来越重要的作用。故障诊断包括故障检测、故障隔离和故障估计。故障检测与隔离可以判断系统运行状态以及获得故障发生的位置，并已经取得了一些较好的研究成果。通过与前两部分的比较，故障估计可以获得故障信息的形式以及知道故障发生的位置，并将这些信息应用于容错控制中，然后利用这些信息减少故障影响或进行容错控制。因此，故障估计和容错控制一直是人们研究的热点。在故障估计技术中，最常用的方法是设计一个故障观测器(或滤波器)和一个故障估计器。近年来，人们对可能发生的故障进行了大量的研究。比如：滑模观...
【技术保护点】
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：/n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；/n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；/n步骤3：给出所述故障估计观测器误差系统渐近稳定并满足H
【技术特征摘要】
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；
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；
步骤3：给出所述故障估计观测器误差系统渐近稳定并满足H∞性能指标的充分条件；
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。
2.根据权利要求1所述的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，所述步骤1中的构造一个增广系统步骤包括：
步骤2.1所述连续时间切换系统为：
其中，x(t)∈Rn是状态、是控制输入、y(t)∈Rm是测量输出，是扰动，并且假设扰动是范数有界的，假设切换信号σ(t)是随时间变化的，切换序列为t0＜t1＜…＜tk＜…，其中tk是切换瞬时时刻；当σ(t)＝i时，表示第i个子系统被激活，其中i∈N＝{1,2,…N}；
步骤2.2所述步骤2.1中连续时间切换系统(1)简化为：
其中，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：
步骤2.3假设执行器故障和传感器故障均出现在系统(2)中，则遭受故障的系统(2)可以被描述为：
其中，fs(t)∈Rm分别表示执行器故障和传感器故障；同时定义如下矩阵：
则动态系统(3)为：
其中，则得到：
即：
步骤2.4系统(5)转化为步骤1中所述增广系统：
3.根据权利要求2所述的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，所述步骤2中故障估计观测器具体设计过程如下：
步骤3.1所述故障估计观测器表示如下：
其中是的状态估计，是观测器的输出，Lσ'(t)是观测器增益，σ'(t)则是上述观测器(8)的切换信号，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σ(t),σ'(t)的切换瞬时时刻；
步骤3.2所述故障估计观测器状态误差如下：
由(7)、(8)可知状态误差e(t)的导数为：
以...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜董生，杨月，吴瑜，王业琴，赵环宇，唐中一，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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