[实用新型]带有动态故障重构的自适应鲁棒容错控制架构模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自适应鲁棒容错控制架构模型，特别是带有动态故障重构的自适应鲁棒容错控制架构模型。

背景技术

目前，国内外有许多针对非线性系统的自适应鲁棒容错控制方法，单丝普遍存在线故障检测的鲁棒性低，容错控制灵敏度低等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单、实时性高、灵敏度高的带有动态故障重构的自适应鲁棒容错控制架构模型。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

本实用新型带有动态故障重构的自适应鲁棒容错控制架构模型包括基于滑模控制的自适应一般模型、基于软测量的输出模型、非线性对象、状态观测器和故障重构模型；所述滑模控制的自适应一般模型和基于软测量的输出模型的信号输入端连接在一起，所述非线性对象和状态观测器的两端分别连接在一起，所述基于滑模控制的自适应一般模型和基于软测量的输出模型的信号输出端和所述非线性对象和状态观测器连接端之间设有控制开关；所述状态观测器与故障重构模型及基于软测量的输出模型连接。

所述基于滑模控制的自适应一般模型和非线性对象连接在一起，所述基于软测量的输出模型状态观测器连接在一起。

本实用新型具有结构简单、微功耗、灵敏度高、工作电压范围宽等有益效果。

附图说明

图1是本实用新型带有动态故障重构的自适应鲁棒容错控制架构模型的构成示意图。

具体实施方式

 如图1所示，本实用新型带有动态故障重构的自适应鲁棒容错控制架构模型包括基于滑模控制的自适应一般模型1、基于软测量的输出模型2、非线性对象3、状态观测器4和故障重构模型5；所述滑模控制的自适应一般模型1和基于软测量的输出模型2的信号输入端连接在一起，所述非线性对象3和状态观测器4的两端分别连接在一起，所述基于滑模控制的自适应一般模型1和基于软测量的输出模型2的信号输出端和所述非线性对象3和状态观测器4连接端之间设有控制开关6；所述状态观测器4与故障重构模型5及基于软测量的输出模型2连接。

在图1中，当系统正常运行时，控制开关6连接到基于滑膜控制的自适应一般模型1。在基于滑膜控制的自适应一般模型1中，首先选择适当的滑模面，通过利用滑模控制趋近律，设计基于滑模控制的自适应一般模型，从而克服系统的不确定性，并对干扰和控制模型进一步提高鲁棒性；状态观测器4利用高木-关野（Takagi-Sugeno）模糊模型来实现，对实时监测非线性对象3的输入和输出信号状态，它对系统状态和非线性对象系统的故障同时进行在线估计；从状态观测器4估计的信息输入到故障重构模型5，当状态估计值处于非线性系统3正常工作范围内的阈值时，控制开关6连接到基于滑膜控制的自适应一般模型1，并通过基于滑膜控制的自适应一般模型1、控制开关6、非线性对象3的路径来进行控制；当状态估计值超过非线性系统3正常工作范围内的阈值时被控系统可以看作为出现故障。此时，控制开关6连接到基于软测量的输出模型2，并状态观测器4估计的信息输入到基于软测量的输出模型2，并通过软测量的输出模型2、控制开关6、非线性对象3的路径来进行控制。

    本实用新型在上述连接方式的基础上，还可以所述基于滑模控制的自适应一般模型1和非线性对象3连接在一起，所述基于软测量的输出模型2状态观测器4连接在一起。

本实用新型的工作原理是：

如图1所示，基于滑模控制的自适应一般模型1和基于软测量的输出模型2同时接收输入信号。首先，控制开关6连接到基于滑模控制的自适应一般模型1，输入信号经过基于滑模控制的自适应一般模型1并连接到非线性对象3和状态观测器4。当系统正常运行时，基于滑模控制的自适应一般模型1接收的信号通过非线性对象3之后直接输出最终信号。此时，状态观测器4实时并同时观测输入信号和输出信号，并观测当前系统的状态，把当前的观测信号同时传输给基于软测量的输出模型2和故障重构模型5。当系统检测到故障时，故障重构模型5对当前的偏差和故障信号进行分类和建立故障重构模型，之后，控制开关6连接到基于软测量的输出模型2，并通过非线性对象3、状态观测器4、故障重构模型5对故障进行补偿。