[发明专利]一种基于观测器的非线性执行器故障系统的容错控制方法

权利要求书

1.一种基于观测器的非线性执行器故障系统的容错控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1、建立带有执行器故障的可重复非线性系统：

考虑一个带有执行器故障的可重复非线性系统，如下所示：

其中，

y_k(t)表示第k次迭代t时刻，系统的输出；

f(·)表示未知的非线性函数；

表示第k次迭代t时刻，系统带有执行器故障的控制输入；

u_k(t)表示第k次迭代t时刻，系统不带有执行器故障的控制输入；

α_k(t)∈(0,1]、|β_k(t)|≤b_β表示第k次迭代t时刻的执行器故障；

b_β为一个正数；

n_y表示一个未知的正整数；

n_u表示一个未知的正整数；

该系统满足：

系统初始值y_k(0)不变，即y_k(0)＝y₀；

系统满足广义Lipschitz条件，当Δu_k(t)≠0、Δy_k(t)≠0时，|Δy_k(t+1)|≤b₁|Δu_k(t)|+b₂|Δy_k(t)|；

其中，

y₀是一个常数；

b₁、b₂均为正数；

Δu_k(t)＝u_k(t)-u_k-1(t)，Δy_k(t)＝y_k(t)-y_k-1(t)；

步骤2、将非线性系统迭代线性化为等价线性数据模型：

其中，

Φ_k(t)∈R^1×(t+1)为未知梯度矩阵；

步骤3、设计迭代学习观测器对系统输出进行估计：

其中，

是Φ_k(t)的估计值；

表示第k次迭代t时刻，对系统输出y_k(t)的估计值；

ξ_k(t)表示第k次迭代t时刻，输出y_k(t)的估计误差；

ε_k(t)表示第k次迭代t时刻，沿迭代轴的补偿项；

观测器参数γ₁、γ₂满足γ₁∈(0,1)、γ₂∈(0,1)；

步骤4、设计迭代更新算法估计线性数据模型中的未知梯度矩阵：

其中，

表示第k-1次迭代t时刻，对未知梯度矩阵Φ_k-1(t)的估计值；

Φ_k-1(t)表示第k-1次迭代t时刻，未知梯度矩阵Φ的值；

η∈(0,2)为一个步长因子；

μ＞0为一个权重因子；

步骤5、设计基于观测器的控制器实现对非线性执行器故障系统的容错控制：

其中，

ρ＞0为一个步长因子；

λ＞0为一个权重因子；

y_d(t+1)表示t+1时刻的期望输出；

U_k(t)＝[u_k(0),u_k(1),...,u_k(t)]^T∈R^(t+1)。