【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种动态事件触发容错控制方法，具体涉及一种基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法。
技术介绍
1、许多实际系统其结构和参数具有随机跳变的特性，这些随机突变的产生往往是由于系统元件的随机失效与修复、内部互联的系统发生变化、环境的突变、以及非线性系统在线性化后工作点范围的变化等。单连杆机械臂就极易受到温度、湿度、电磁干扰等因素的影响，借助于基于markov跳变系统理论，可以建立飞行器的更精确的系统模型。此外，飞行器在运行时难以发现被干扰掩盖的测量故障，这可能会导致系统性能下降。故障检测和容错控制作为鲁棒控制的重要组成部分，对提高系统的安全性和可靠性至关重要。容错控制的主要实现途径有两种，一是设计鲁棒控制器来让系统对于故障具有鲁棒性，二是估计故障并主动补偿故障。基于这个思想，研究人员对容错控制器的设计展开了大量的研究，并取得一系列成果。
2、此外，如今新建的智能控制系统通常会采用安装简单、扩展性强的网络化控制方式。然而，由于有限的网络带宽，数据包在网络传输中不可避免地存在时延、丢包以及时序错乱等问题。如何在不牺牲理想的稳定性和性能的前提下，同时减少通信传输频率，事件触发控制就显得尤为重要。在事件触发控制环境下，只有当预设的条件被违背时，通信传输才会进行。其次，大部分的事件发生器只使用新采样的数据和最近释放的信号。然而，在状态的波峰或波谷处，相邻两个样本之间的误差可能非常小，这很容易导致一些状态不被触发，在这些时刻，这些数据包的值通常比其他数据包大得多，控制器需要更多的数据包，以便实现更有效的控
3、然而，上述的研究工作主要集中在普通的中间观测器，状态和故障估计效果有待改进。此外，上述的研究工作主要集中在静态记忆事件触发方案，网络负担减少有限。因此，有必要采用比例-积分型中间观测器提高状态和故障的估计精度，并采用动态记忆事件触发策略来节省通信资源使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，可有提高在通信资源有限的情况下飞行器系统的故障估计和容错控制性能。
2、本专利技术的具体技术方案如下：一种基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，包括以下步骤：
3、基于markov跳变系统理论，建立飞行器系统的markov模型，并且考虑了具有一般转移速率的系统模型，具体步骤如下：
4、基于markov跳变系统理论，对于参考文献[1]中的飞行器系统，建立如下的动力学模型：
5、
6、
7、式中，a(q(t))，b(q(t))，c(q(t))，c1(q(t))，d(q(t))，f(q(t))是维度合适的已知系统矩阵，表示不确定性的模型参数。为了简化表示，令ai＝a(q(t))，其它矩阵同样缩写。q(t)是右连续markov过程且从一个有限集合s＝{1，2，...，n}中取值。q(t)具有以下性质：
8、
9、式中，是从模态i到模态j的转移速率，且满足：
10、
11、进一步，当λ中的具有一般不确定性时，转移率矩阵λ可表示为
12、
13、式中，和δij是已知的，是已知的，？代表的是未知元素。
14、设计一种模态依赖的比例-积分型中间观测器，来估计系统状态和执行器故障，具体步骤如下：
15、首先，中间变量η(t)设计如下：
16、η(t)＝f(t)-lfix(t)
17、
18、式中，b是一个标量。
19、接着，建立如下的比例-积分型观测器结构设计：
20、
21、式中，表，分别表示系统状态、执行器故障、和中间变量的估计值，是估计误差的比例项，表示估计误差的积分项，li是观测器增益，lii是积分项增益。
22、最后，构造误差系统：
23、
24、式中，表示状态误差的导数，表示中间变量误差的导数。
25、设计一种动态记忆事件触发机制来降低通信传输频率，与现有的记忆事件触发方案相比，该方案可以动态调整内存缓冲区的长度，同时引入了阈值函数和内部动态因子，可以根据触发误差自动调整，具体步骤如下：
26、建立如下的动态记忆事件触发采样机制：
27、
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30、
31、式中，ed(t)表示触发误差，tkh表示上次触发时刻，tk+1h表示下一触发时刻，μd表示加权参数，表示内部动态变量，θ表示内部动态变量的参与，ψi表示加权矩阵，表示取整函数，v，l，χ1，χ2，χ3是标量，σi(t)是动态触发参数并由下式更新：
32、
33、式中，分别表示触发阈值的上界，是一个标量。
34、进一步，利用基于重构状态和故障估计的记忆性事件触发容错控制器来控制一个飞行器系统，具体步骤如下：
35、c001：选取以下形式的lyapunov函数：
36、
37、c002：式中，i表示模态，p0i，p1i，p2i，p3ir，j是lyapunov变量矩阵，yi是已知矩阵，表示时延的上界；
38、c003：计算v(t)的导数：
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48、c004：式中，假设可得；
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50、c005：式中，kdi表示控制器增益，表示时延，表示触发误差，表示欺骗攻击，和εκ2是标量；
51、c006：在上述变换的基础上，考虑h∞性能和欺骗攻击的上界可得下式；
52、
53、
54、c007：选择
55、c008：式中qi是已知矩阵，γ表示h∞性能水平指标；
56、c009：是一个8行8列的矩阵；
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74、c010：根据c006，飞行器系统在本专利技术所设计的记忆型事件触发容错控制器下是随机有界稳定的。
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1.一种基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，基于Markov跳变系统理论，建立飞行器系统的Markov模型，并且考虑了具有一般转移速率的系统模型，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，设计一种模态依赖的比例-积分型中间观测器，来估计系统状态和执行器故障，具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，设计一种动态记忆事件触发机制来降低通信传输频率，与现有的记忆事件触发方案相比，该方案可以动态调整内存缓冲区的长度，同时引入了阈值函数和内部动态因子，可以根据触发误差自动调整，具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，利用基于重构状态和故障估计的记忆性事件触发容错控制器来控制一个飞行器系统，具体步骤如下：p>...
【技术特征摘要】
1.一种基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，基于markov跳变系统理论，建立飞行器系统的markov模型，并且考虑了具有一般转移速率的系统模型，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于中间观测器的飞行器系统动态记忆事件触发容错控制方法，其特征在于，设计一种模态依赖的比例-积分型中间观测器，来估计系统状态和执行器故障，具体步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽伟，许杰，肖贤泽，沈谋全，刘丹，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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