用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法及存储介质技术

本发明专利技术的一种用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法及存储介质，控制方法包括设置模糊系统模型、奇异观测器模块、广义观测器模块、残差发生器模块、用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法模块。奇异观测器同时估计系统的状态和故障；广义观测器用于生成对故障尽可能敏感而对扰动不敏感的残差信号；残差发生器最大程度的减小了系统对扰动的敏感度，同时最大程度的提高了对故障的敏感度；用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法利用观测器提供的故障和状态等可测信号控制动态系统。本发明专利技术能在系统发生故障后，能基于估计状态和故障向量，保证控制定律的重新配置，尽可能的恢复系统故障前的性能，大大提高了叉车横向稳定性和主动安全性。和主动安全性。和主动安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及车辆安全控制领域，具体涉及一种用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法及存储介质。

技术介绍

[0002]在叉车的主动安全
，虽然防侧翻系统日益完善，但针对平衡重式叉车的防侧翻系统传感器故障的容错控制技术还未应用。若叉车防侧翻系统发生传感器故障，则系统不能正常的接收到所需要的叉车运行信息，系统便失去了运行过程中的运行状态，同时叉车在行驶过程中的安全性和稳定性不能得到保证。因此，叉车防侧翻系统容错控制必不可少。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出的一种用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法及存储介质，可解决上述技术缺陷。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法，包括以下步骤：
[0006]利用式(1)构建连续时间的叉车防侧翻模糊系统模型：
[0007][0008]式(1
‑
1)中x(t)表示t时刻的状态向量；f(t)∈R
s
是传感器故障向量；d(t)∈R
nd
是未知有界扰动向量；矩阵B
d
和D
f
为具有适当的维数，同时D
f
假定为满列秩；
[0009]通过设置连续时间的模糊系统模型以激励函数u
i
(ξ(t))为系统的输入，并且同时存在传感器故障和未知有界扰动；
[0010]通过设置奇异观测器用于同时估计平衡重式叉车防侧翻模糊系统的状态和输出故障
[0011]通过设置广义观测器用于测量连续时间内平衡重式叉车防侧翻系统的状态和故障估计，生成对故障f(t)尽可能敏感而对扰动d(t)不敏感的残差信号L2；
[0012]通过设置残差发生器利用残差信号L2控制去将H
∞
控制问题推广到非线性情形，观察最小化干扰信号r
d
(t)得到残差信号L2的增益，找到相应的正定矩阵和正标量，进而渐进估计系统状态和传感器故障；
[0013]通过上述观察器提供的故障和状态估计，对控制定律进行重新配置，并通过LMIs形式给出足够的条件以保证所产生的闭环系统的稳定性。
[0014]进一步的，所述奇异观测器用于同时估计系统状态和输出故障如下：
[0015][0016]式(1
‑
2)中v(t)∈R
n+p
是观测器的辅助状态向量；是的估计量；是不可测前提变量；S
i
、E、L为观测器增益。
[0017]进一步的，利用式(1
‑
3))构建广义观测器H(t)∈L2，L2的范数定义为：
[0018][0019]进一步的，利用式(1
‑
4)构建残差发生器r
d
(t)
[0020][0021]进一步的，利用式(1
‑
5)设计重新配置的静态输出反馈控制器的控制律：
[0022][0023]式(1
‑
5)中K
i
为待确定的输出反馈增益；y
c
(t)为补偿输出；为估计系统输出；l＝[0 I
p
]。
[0024]再一方面，本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
[0025]由上述技术方案可知，本专利技术的用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法及存储介质，以期待能提高平衡重式叉车防侧翻系统的容错能力，从而保证叉车防侧翻系统的稳定性，提高叉车主动安全性的目的。具体的说，在传感器发生故障时，所提出的状态观测器能够估计传感器输出的信号及故障状态，其故障信号能够被准确的接收，并根据静态输出反馈控制方法对输出信号及时进行补偿输出，那么系统受传感器故障的影响极小，保证了控制器绝大部分功能有效性。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0027]1、能保证在系统前提变量不可测的情况下，仍然可以得到相应的状态和故障向量。
[0028]2、在系统发生故障后，能基于估计状态和故障向量，保证控制定律的重新配置，尽可能的恢复系统故障前的性能。
[0029]3、提高了叉车防侧翻系统的容错能力，大大提高了叉车横向稳定性和主动安全性。
附图说明
[0030]图1为叉车防侧翻系统传感器故障容错控制系统图；
[0031]图2为故障fa信号及其估计值信号图；
[0032]图3为故障fb信号及其估计值信号图；
[0033]图4为静态输出反馈的容错控制输入状态图；
[0034]图5为无容错时叉车车身侧偏角及其估计值图；
[0035]图6为无容错时叉车车身横摆角速度及其估计值图；
[0036]图7为容错控制下叉车车身侧偏角及其估计值图；
[0037]图8为容错控制下叉车车身横摆角速度及其估计值图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0039]如图1所示，本实施例所述的用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法，包括设置连续时间的模糊系统模型、奇异观测器、广义观测器、残差发生器、静态输出反馈控制器；具体的说包括以下步骤：
[0040]利用式(1)构建连续时间的叉车防侧翻模糊系统模型：
[0041][0042]式(1
‑
1)中x(t)表示t时刻的状态向量；f(t)∈R
s
是传感器故障向量；d(t)∈R
nd
是未知有界扰动向量；矩阵B
d
和D
f
为具有适当的维数，同时D
f
假定为满列秩；
[0043]通过设置连续时间的模糊系统模型以激励函数u
i
(ξ(t))为系统的输入，并且同时存在传感器故障和未知有界扰动；
[0044]通过设置奇异观测器用于同时估计平衡重式叉车防侧翻模糊系统的状态和输出故障
[0045]通过设置广义观测器用于测量连续时间内平衡重式叉车防侧翻系统的状态和故障估计，生成对故障f(t)尽可能敏感而对扰动d(t)不敏感的残差信号L2；
[0046]通过设置残差发生器利用残差信号L2控制去将H
∞
控制问题推广到非线性情形，观察最小化干扰信号r
d
(t)得到残差信号L2的增益，找到相应的正定矩阵和正标量，进而渐进估计系统状态和传感器故障；
[0047]通过上述观察器提供的故障和状态估计，对控制定律进行重新配置，并通过LMIs形式给出足够的条件以保证所产生的闭环系统的稳定性。
[0048本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于叉车稳定控制的静态输出反馈控制方法，其特征在于，包括以下步骤：利用式(1)构建连续时间的叉车防侧翻模糊系统模型：式(1
‑
1)中x(t)表示t时刻的状态向量；f(t)∈R
s
是传感器故障向量；d(t)∈R
nd
是未知有界扰动向量；矩阵B
d
和D
f
为具有适当的维数，同时D
f
假定为满列秩；通过设置连续时间的模糊系统模型以激励函数u
i
(ξ(t))为系统的输入，并且同时存在传感器故障和未知有界扰动；通过设置奇异观测器用于同时估计平衡重式叉车防侧翻模糊系统的状态和输出故障通过设置广义观测器用于测量连续时间内平衡重式叉车防侧翻系统的状态和故障估计，生成对故障f(t)尽可能敏感而对扰动d(t)不敏感的残差信号L2；通过设置残差发生器利用残差信号L2控制去将H
∞
控制问题推广到非线性情形，观察最小化干扰信号r
d
(t)得到残差信号L2的增益，找到相应的正定矩阵和正标量，进而渐进估计系统状态和传感器故障；通过上述观察器提供的故障和状态估计，对控制定律进行重新配置，并通过LMIs形式给出足够的条件以保证所产生的闭环系统的稳定性。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，毕胜，张冬林，师学银，郑小东，夏光，
申请(专利权)人：安徽合力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：