一种广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法，包括考虑广义噪声，构建非线性系统；基于非线性系统，采用随机微分方程和局部非线性建模技术得到模糊模型；基于模糊模型，设计模糊故障观测器；基于所述模糊模型和所述模糊故障观测器，建立估计误差系统；结合逐次逼近法证明所述估计误差系统有且仅有一个解，并使用LMI工具箱求解给定的性能指标不等式，得到观测器存在的充分条件；使用二型模糊建模方法对系统重新建模，并设计容错控制器结构得到闭环系统，结合逐次逼近法证明闭环系统有且仅有一个解，并根据给定的性能指标得到控制器存在的充分条件。解决了现有故障观测器的求解难度大，故障估计效果不好且噪声处理种类单一等技术问题。种类单一等技术问题。种类单一等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法


[0001]本专利技术涉及容错控制
，具体而言，尤其涉及一种广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法。

技术介绍

[0002]目前，现有技术针对复杂非线性系统一般采用T
‑
S模糊建模技术进行处理。此外，对于包含摄动参数的复杂非线性系统，在观测器设计过程中一般采用传统二型模糊建模方法，将摄动参数建模到隶属度函数中进而设计观测器的隶属度以及观测器结构。该模型建模方式易于实现，但通过匹配隶属度函数设计的故障观测器的求解难度较大且故障估计效果不好，对后续的容错控制器设计产生不利影响。此外，噪声处理的现有技术考虑的对象一般是白噪声，但工程实际测量中包含的噪声通常都是广义噪声。因此现有的白噪声处理技术并不适用于实际工程背景。

技术实现思路

[0003]根据上述提出的技术问题，提供一种广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法。由于在观测器设计环节中使用了控制器设计环节中无法使用的未知输入观测器技术，因此本专利技术采用分离设计理念进行单独建模设计。设计有效的故障观测器，使得在噪声影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法，其特征在于，包括：S1、考虑广义噪声，构建非线性系统；S2、基于构建的非线性系统，采用随机微分方程和局部非线性建模技术得到模糊模型；S3、基于模糊模型，设计模糊故障观测器；S4、基于所述模糊模型和所述模糊故障观测器，建立估计误差系统；S5、结合逐次逼近法证明所述估计误差系统有且仅有一个解，并使用LMI工具箱求解给定的性能指标不等式，得到观测器存在的充分条件；S6、使用二型模糊建模方法对系统重新建模，并设计容错控制器结构得到闭环系统，结合逐次逼近法证明闭环系统有且仅有一个解，并根据给定的性能指标得到控制器存在的充分条件。2.根据权利要求1所述的广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法，其特征在于，所述步骤S1中构建的非线性系统，其结构具体为：y(t)＝m(x(t))其中，M(x(t),u(t),f(t),d(t),τ)表示非线性函数，x(t)表示非线性系统的变量且初值x(t0)＝x0，u(t)为控制器输入变量，y(t)为系统输出信号，f(t)为发生在执行器中的故障信号，d(t)为外部干扰信号，τ为摄动参数，为随机过程，满足条件g(x)为的强度矩阵，满足利普西茨连续条件，存在常数L1和L2，使得||g(0)||＜L1,||g(x1)
‑
g(x2)||≤L2|x1‑
x2|。3.根据权利要求1所述的广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法，其特征在于，所述步骤S2中得到的模糊模型，其结构具体为：y(t)＝Cx(t)其中，x为系统状态变量，y为系统输出变量，θ
ji
为模糊集，ξ＝[ξ1,ξ2,...,ξ
l
]为建模时选定的前件变量，A
i
,B
i
,G
i
,N和C为常数矩阵，l(x(t))为摄动变量，r为模糊规则数，h
i
为隶属度函数且满足：h
i
(ξ)≥0，4.根据权利要求1所述的广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法，其特征在于，所述步骤S3中设计的模糊故障观测器，其结构具体为：述步骤S3中设计的模糊故障观测器，其结构具体为：述步骤S3中设计的模糊故障观测器，其结构具体为：
其中，m(t)，以及分别为观测器状态，故障估计值，估计输出以及状态估计值；T，K
i
，H和L
i
为后续求解得到的观测器增益矩阵。5.根据权利要求1所述的广义噪声下复杂非线性系统的容错控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，建立估计误差系统的过程具体为：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：单麒赫，杨锡明，李铁山，滕菲，张裕欣，毛宇豪，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：