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龍圖騰網(wǎng)恭喜大連理工大學(xué)申請(qǐng)的專利一種受參數(shù)不確定性影響的航空發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115877816B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211358791.6，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B23/02；該發(fā)明授權(quán)一種受參數(shù)不確定性影響的航空發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制方法是由孫希明;付水;湯文濤;汪銳設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-11-01向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種受參數(shù)不確定性影響的航空發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種受參數(shù)不確定性影響的航空發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制方法。本發(fā)明包括以下步驟：建立具有參數(shù)不確定性的離散航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)空間模型；對(duì)狀態(tài)空間模型使用離散時(shí)間故障觀測(cè)器，獲得動(dòng)態(tài)誤差系統(tǒng)；將李雅普諾夫第二方法應(yīng)用于S2獲得的動(dòng)態(tài)誤差系統(tǒng)，求取滿足L∞指數(shù)的觀測(cè)器增益矩陣：使用S3所設(shè)計(jì)的故障觀測(cè)器得到的狀態(tài)觀測(cè)值和故障估計(jì)值建立基于反饋控制的不確定性離散系統(tǒng)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制器。本發(fā)明將系統(tǒng)的參數(shù)不確定性考慮到離散航空發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，構(gòu)建了故障觀測(cè)器以估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)和故障信號(hào)，為基于反饋的容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本發(fā)明提升了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

本發(fā)明授權(quán)一種受參數(shù)不確定性影響的航空發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種受參數(shù)不確定性影響的航空發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.建立具有參數(shù)不確定性的離散航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)空間模型；S2.對(duì)狀態(tài)空間模型使用離散時(shí)間故障觀測(cè)器，獲得動(dòng)態(tài)誤差系統(tǒng)；S3.將李雅普諾夫第二方法應(yīng)用于S2獲得的動(dòng)態(tài)誤差系統(tǒng)，求取滿足L∞指數(shù)的觀測(cè)器增益矩陣：S4.使用S3所設(shè)計(jì)的故障觀測(cè)器得到的狀態(tài)觀測(cè)值和故障估計(jì)值建立基于反饋控制的不確定性離散系統(tǒng)執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制器；S1中，考慮系統(tǒng)受參數(shù)不確定性、擾動(dòng)和噪聲的影響并且發(fā)生執(zhí)行器故障，系統(tǒng)的狀態(tài)空間寫成如下形式： 其中，x，u，y分別為系統(tǒng)的狀態(tài)向量，控制輸入向量以及測(cè)量輸出向量，ω代表包括過程干擾，v代表測(cè)量噪聲，f代表執(zhí)行器故障，k表示離散時(shí)間時(shí)刻，F(xiàn)表示系統(tǒng)執(zhí)行器故障矩陣，A,B,C,Dω,Dv是已知具有預(yù)設(shè)維度的矩陣，ΔA和ΔB是不確定性矩陣，是未知但有界的，滿足如下：ΔA＝M1Δ1N1,ΔB＝M2Δ2N2,2其中，矩陣M1，N1，M2和N2是已知的，Δ1和Δ2是未知的矩陣滿足和是具有預(yù)設(shè)維度的單位矩陣；另外，不失一般性的假設(shè)初始狀態(tài)、過程干擾、測(cè)量噪聲是未知的，但滿足以下條件： 其中，為狀態(tài)的估計(jì)值，和是已知的向量；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)下述執(zhí)行器故障fk的估計(jì)，將執(zhí)行器故障fk看作是系統(tǒng)的一個(gè)附加狀態(tài)，則系統(tǒng)狀態(tài)空間模型表示為： 其中，其中，Inf表示具有預(yù)設(shè)維度的單位矩陣；S2具體包括如下步驟：對(duì)模型4使用離散時(shí)間故障觀測(cè)器，考慮如下觀測(cè)器： 其中，和分別是增廣后的狀態(tài)向量ξk，故障fk和測(cè)量輸出yk的估計(jì)值，是離散時(shí)間故障觀測(cè)器的增益，Lx和Lf分別是狀態(tài)觀測(cè)器和故障觀測(cè)器的增益矩陣，定義估計(jì)誤差為結(jié)合4和5，得到誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)為： 根據(jù)誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)重寫成： 其中，是中間過程矩陣；誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中，由于參數(shù)不確定性的影響，狀態(tài)估計(jì)和系統(tǒng)的控制輸入uk都對(duì)誤差系統(tǒng)有影響，此外，參數(shù)不確定性矩陣ΔA和ΔB是未知的，假設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)和控制輸入是有界的，因此它們對(duì)狀態(tài)估計(jì)和系統(tǒng)的控制輸入uk產(chǎn)生的影響看作是未知干擾，則誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為：ek+1＝Adek+Bddk8其中Bd＝Dx+ΔD，Dy＝[0Dv000]；S3具體為：設(shè)計(jì)的離散時(shí)間故障觀測(cè)器增益矩陣需要使得動(dòng)態(tài)誤差系統(tǒng)滿足對(duì)未知擾動(dòng)dk具有魯棒性的條件： 其中，γ＞0，0＜α＜1是常數(shù)，P是一個(gè)正定矩陣，‖dk‖∞＝maxk≥0‖dk‖是dk的L∞范數(shù)；設(shè)計(jì)的觀測(cè)器增益矩陣L＝G-1W，參數(shù)G、W、P、α、γ、β需要滿足以下的線性矩陣不等式條件，使用優(yōu)化工具箱進(jìn)行計(jì)算求得具體數(shù)值： 其中， S4中，根據(jù)5知，狀態(tài)的觀測(cè)結(jié)果表示為： 其中，為故障的估計(jì)值，Lx為狀態(tài)觀測(cè)器增益；為了減少執(zhí)行器故障對(duì)系統(tǒng)的影響，基于故障補(bǔ)償?shù)娜蒎e(cuò)控制律設(shè)計(jì)如下： 其中，Kx和Kf分別是估計(jì)狀態(tài)和估計(jì)故障的增益矩陣；把容錯(cuò)控制律11代入到狀態(tài)的觀測(cè)結(jié)果10中得， 為了排除執(zhí)行器故障對(duì)系統(tǒng)的影響，估計(jì)故障的增益矩陣設(shè)計(jì)為：F-KfB＝013則狀態(tài)估計(jì)結(jié)果寫為： 在這種情況下，為了確保所設(shè)計(jì)的容錯(cuò)控制器不但實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器故障的容錯(cuò)而且還能夠保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，重新定義一個(gè)向量結(jié)合8和14得： 其中，定義： 其中，得到如下的系統(tǒng): 接下來(lái)，使用有界實(shí)引理去設(shè)計(jì)相關(guān)的參數(shù)使對(duì)魯棒，也就是對(duì)具有魯棒性，基于反饋的容錯(cuò)控制器增益Kx由如下線性矩陣不等式獲得： 其中，其中，Q1為正定對(duì)稱矩陣。

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