检索结果-南通市图书馆

基于迭代学习观测器的航天器姿态主动容错控制

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控制理论与应用 2023年第7期40卷 1323-1330页

作者：曹腾龚华军薛艺璇文梁栋南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭... 详细信息

针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭代学习观测器设计基础上引入上一时刻状态估计误差信息,文章提出一种改进型学习估计算法.进一步,基于滑模控制和指定时间稳定理论,利用学习观测器的故障估计信息设计指定时间主动容错控制器.与现有的航天器主动容错控制方案相比,本文所提出的算法的优势在于可以使故障系统的姿态能在指定时间跟踪上指令信号.基于Lyapunov方法,本文从理论上证明了改进型学习观测器和姿态容错控制系统的稳定性.最后,通过数值仿真,说明了所提容错控制方案的有效性和可行性.

关键词：航天器主动容错控制迭代学习观测器姿态控制指定时间稳定

基于优化自适应阈值的非线性机电系统传感器故障检测和主动容错控制

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仪器仪表学报 2022年第4期43卷 26-37页

作者：郁明李旺林蓝盾合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

针对具有参数不确定性和传感器故障的非线性机电系统,提出一种基于优化自适应阈值和故障重构策略的主动容错控制方法。首先,利用线性分式变换理论对存在参数不确定性的非线性机电系统进行建模,并提出基于粒子群优化算法的优化自适应阈... 详细信息

针对具有参数不确定性和传感器故障的非线性机电系统,提出一种基于优化自适应阈值和故障重构策略的主动容错控制方法。首先,利用线性分式变换理论对存在参数不确定性的非线性机电系统进行建模,并提出基于粒子群优化算法的优化自适应阈值以提高参数不确定条件下的故障检测性能。其次,通过解析冗余关系推导出系统的动力学方程,并提出一种基于递归终端滑模的跟踪控制策略,以实现系统健康状态下的负载位置跟踪。当系统发生故障时,构建自适应滑模观测器进行传感器故障重构,根据重构结果设计自适应主动容错控制律,并利用故障检测结果进行控制律的实时切换。实验结果表明,所提出的故障检测和主动容错控制方法能在0.06 s内准确的实现传感器故障检测和容错控制,验证了该方法的可行性。

关键词：非线性机电系统优化自适应阈值自适应递归终端滑模传感器故障重构主动容错控制

航空发动机加力燃烧燃油控制系统主动容错控制

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航空学报 2023年第14期44卷 274-289页

作者：杭杰李运华杨丽曼北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

为提高航空发动机加力燃烧燃油控制系统的容错性和可靠性,针对同时存在非匹配扰动、传感器故障和内泄漏故障的燃油计量装置,提出一种新型自适应积分鲁棒主动容错控制策略。其中,基于自适应参数估计的非线性未知输入状态观测器可有效估... 详细信息

为提高航空发动机加力燃烧燃油控制系统的容错性和可靠性,针对同时存在非匹配扰动、传感器故障和内泄漏故障的燃油计量装置,提出一种新型自适应积分鲁棒主动容错控制策略。其中,基于自适应参数估计的非线性未知输入状态观测器可有效估计系统状态和传感器故障,且不受内泄漏故障和非匹配扰动影响。通过引入滤波误差函数,将积分鲁棒控制和自适应控制相结合,以同时处理传感器噪声、非匹配扰动下的内泄漏故障。基于Lyapunov理论,严格证明了计量活门阀芯位移可渐近跟踪到参考信号。仿真结果表明,在非匹配扰动、传感器故障和内泄漏故障并存的模式下,所提出的主动容错控制在最大跟踪误差、平均跟踪误差、跟踪误差标准值、ITAE和ITSE等性能指标均有改善,分别降至0.0356、0.0018、0.0136、25.1973、4×10^(-4)mm。该技术可为航空发动机健康管理提供新的途径和思路。

关键词：航空发动机传感器故障内泄漏故障非线性未知输入状态观测器主动容错控制

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航空发动机导叶控制机构作动筒主动容错控制

航空学报 2022年第9期43卷 184-193页

作者：杨晓伟葛曜文邓文翔姚建勇周宁南京理工大学机械工程学院南京210094

航空发动机导叶控制机构液压作动筒在高速、高温、变载荷等条件下发生故障时,会导致液压作动筒工作状态受限,引起系统实际的物理参数发生突变,进一步加剧了系统的参数不确定性以及未建模干扰,从而恶化整个系统的位置跟踪精度,严重时使... 详细信息

航空发动机导叶控制机构液压作动筒在高速、高温、变载荷等条件下发生故障时,会导致液压作动筒工作状态受限,引起系统实际的物理参数发生突变,进一步加剧了系统的参数不确定性以及未建模干扰,从而恶化整个系统的位置跟踪精度,严重时使航空发动机失稳。为提高航空发动机导叶控制机构液压作动筒在故障发生时的控制性能与容错能力,提出了一种积分鲁棒自适应主动容错控制策略。为减小参数不确定性,提出了一种基于参数估计误差与跟踪误差的复合参数自适应律,不仅可以实现参数的快速收敛,还提高了系统的主动容错能力。为消除参数不确定性与抵抗外干扰,利用积分鲁棒反馈思想发展了一种积分鲁棒自适应主动容错控制,进一步增强了液压作动筒的容错能力与位置跟踪能力。基于Lyapunov理论,证明了该主动容错控制策略在外干扰下能实现系统位置跟踪误差的渐近收敛。仿真结果表明,提出的主动容错控制策略和现有的容错方法相比具有良好的参数自适应能力和抗干扰能力,估计的参数在7s内可快速收敛。

关键词：航空发动机导叶控制机构液压作动筒主动容错控制自适应控制积分鲁棒控制渐近收敛

基于故障补偿的高速列车主动悬架主动容错控制

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现代制造工程 2022年第10期 34-42,33页

作者：孟建军彭伟尧胥如迅李德仓陈晓强兰州交通大学机电技术研究所兰州730070 甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心兰州730070 甘肃省物流与运输装备行业技术中心兰州730070

针对高速列车主动悬架作动器故障对列车运行稳定性和乘坐舒适性的影响,提出了一种基于故障补偿的高速列车主动悬架主动容错控制方法。建立了1/4车体横向二自由度高速列车主动悬架模型及作动器故障模型,设计鲁棒H输出反馈控制器作为高速... 详细信息

针对高速列车主动悬架作动器故障对列车运行稳定性和乘坐舒适性的影响,提出了一种基于故障补偿的高速列车主动悬架主动容错控制方法。建立了1/4车体横向二自由度高速列车主动悬架模型及作动器故障模型,设计鲁棒H输出反馈控制器作为高速列车主动悬架的常规控制器。基于自适应观测器设计高速列车主动悬架作动器在线故障估计器,并以故障估计结果作为输入设计故障补偿器,补偿高速列车主动悬架作动器故障带来的作动力损失,由常规控制器和故障补偿器共同作用实现高速列车主动悬架主动容错控制。采用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明,基于自适应观测器的在线故障估计器可有效估计作动器常见故障的真实值大小,且故障估计的误差较小,并在基于故障补偿的高速列车主动悬架主动容错控制下,使高速列车故障悬架性能在短暂时滞后恢复至与正常悬架性能相接近的水平。

关键词：高速列车主动悬架作动器故障主动容错控制故障估计故障补偿

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基于事件触发的间歇传感器故障主动容错控制

山东科技大学学报（自然科学版） 2022年第1期41卷 107-113页

作者：范婷婷牟宗磊何童山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 中央财经大学统计与数学学院北京102206

提出一种基于事件触发的线性离散系统间歇传感器故障估计和主动容错控制方法。首先,利用一种新的表达方式来描述不同模态下的间歇传感器故障,并针对该故障在传感器输出端引入事件触发机制,通过获取的非均匀采样信息设计故障观测器,实现... 详细信息

提出一种基于事件触发的线性离散系统间歇传感器故障估计和主动容错控制方法。首先,利用一种新的表达方式来描述不同模态下的间歇传感器故障,并针对该故障在传感器输出端引入事件触发机制,通过获取的非均匀采样信息设计故障观测器,实现系统状态和传感器间歇故障的联合估计。然后,根据观测器的估计信息设计容错控制器,通过求解不同故障模态下误差增广系统的线性矩阵不等式,获得满足所有增广系统稳定性要求的公共解。本研究提出的含有事件触发的容错控制方法,可以通过触发机制在间歇故障频繁发生和消失的时段改变控制率调整的频率,减少控制率反复重构的次数并降低系统性能损耗的速度,有效改善控制效果,维护系统性能,减轻系统通讯压力。最后,在无人艇线性模型上进行仿真测试,验证本方法的有效性和优越性。

关键词：间歇故障事件触发主动容错控制线性矩阵不等式故障估计

分布式电驱动车辆线控转向系统MFAC主动容错控制

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机械工程学报 2019年第22期55卷 131-139页

作者：罗禹贡陈锐胡云清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 泛亚汽车技术中心有限公司上海201201

为解决分布式电驱动车辆线控转向系统容错控制大多需要故障诊断与隔离模块,以及过于依赖精确车辆动力学模型问题,提出基于多输入多输出无模型自适应线控容错控制方法。通过分析车辆3自由度模型确定无模型自适应控制的输入输出关系,建立... 详细信息

为解决分布式电驱动车辆线控转向系统容错控制大多需要故障诊断与隔离模块,以及过于依赖精确车辆动力学模型问题,提出基于多输入多输出无模型自适应线控容错控制方法。通过分析车辆3自由度模型确定无模型自适应控制的输入输出关系,建立面向线控转向系统的多输入多输出无模型自适应主动容错控制器(Multi-input multi-output model free adaptive control,MIMO-MFAC)并进行求解,并通过理论推导证明了控制器单调收敛。在此基础上基于Matlab/Simulink和CarSim对该容错控制方法进行了仿真验证,仿真结果表明当转向系统发生故障时,容错控制方法能协同驱动系统产生额外的横摆力矩进行补偿,保证车辆既能维持期望车速也不偏离既定轨迹行驶。最后,通过驾驶模拟器试验验证了该容错控制算法的实时性。

关键词：分布式电驱动车辆主动容错控制无模型自适应控制线控转向系统

一类纯反馈非线性切换系统主动容错控制的研究

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一类纯反馈非线性切换系统主动容错控制的研究

作者：魏英新辽宁科技大学

学位级别：硕士

非线性切换系统是混杂系统中的一种特殊类型,在控制领域有着广泛的应用,许多实际控制系统都可以建模为非线性切换系统,如电力控制系统,化工控制系统,交通控制系统,智能机器人控制系统,无人机控制系统等。切换系统的混杂性结合非线性系... 详细信息

非线性切换系统是混杂系统中的一种特殊类型,在控制领域有着广泛的应用,许多实际控制系统都可以建模为非线性切换系统,如电力控制系统,化工控制系统,交通控制系统,智能机器人控制系统,无人机控制系统等。切换系统的混杂性结合非线性系统的复杂性,使得对非线性切换系统的控制方法的研究不仅有相当重要的理论价值也有实际应用的需要。在实际工程中,从数学建模的角度来看,输入以非仿射形式存在的纯反馈非线性切换系统比严格反馈非线性切换系统更具有一般性,应用范围更加广泛。与此同时,随着工业设备的日趋复杂,越来越多的学者聚焦于安全性和可靠性的研究。容错控制技术的提出在一定程度上保证了系统在出现故障后仍能正常运行,从而降低风险。主动容错控制和被动容错控制是容错控制技术的两种典型分类,相比于被动容错控制来说,主动容错控制在性能上更加优越,在设计上更具有灵活性,也更有应用价值。因此,本文在自适应反步法的框架下,研究了一类纯反馈非线性切换系统的主动容错控制问题。主要研究内容如下:(1)提出了一种基于观测器的纯反馈非线性切换系统主动容错控制方案。首先,通过模糊逻辑系统逼近未知的非线性函数和故障,构造模糊状态观测器来估计系统不可测的状态,没有故障产生时,在反步法的框架下证得闭环系统的所有信号均有界。其次构造仅与输出有关的故障诊断函数,故障产生后,故障诊断函数与容错控制器同时被激活,在满足平均驻留时间条件的切换信号作用下,所设计的主动容错控制器仍能够保证闭环系统所有信号有界。最终通过仿真验证了所提方法的有效性。(2)研究了一类基于事件触发的纯反馈非线性切换系统的主动容错控制问题。通过巴特沃斯低通滤波器技术将纯反馈形式的非线性切换系统的输入转换成仿射形式,未知的非线性函数和故障利用模糊逻辑系统来逼近,在自适应反步法的框架下结合事件触发机制,从而设计出事件触发容错控制器,保证闭环系统的所有信号在满足平均驻留时间的切换信号作用下有界。最终通过一个机电系统进行仿真,验证了所设计控制器的可行性。

关键词：非线性切换系统主动容错控制纯反馈系统事件触发模糊逻辑系统

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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漂浮基空间机器人固定时间收敛主动容错控制

福州大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 650-657页

作者：汤万兴艾海平陈力福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 江西理工大学能源与机械工程学院江西南昌330013

针对载体位置不控、姿态受控的空间机器人存在执行机构失效及偏置故障的轨迹跟踪问题,设计基于固定时间收敛的主动容错滑模控制算法.首先结合拉格朗日法推导出包含力矩偏置及力矩失效故障的空间机器人系统动力学方程;其次,为消除故障对... 详细信息

针对载体位置不控、姿态受控的空间机器人存在执行机构失效及偏置故障的轨迹跟踪问题,设计基于固定时间收敛的主动容错滑模控制算法.首先结合拉格朗日法推导出包含力矩偏置及力矩失效故障的空间机器人系统动力学方程;其次,为消除故障对系统稳定性的影响,引入扩张状态观测器以实现对故障的动态观测,并在此基础上设计基于固定时间收敛滑模控制器以实现主动容错控制;最后进行仿真验算.结果表明,所提方法的收敛时间与系统初始状态无关,仅需调节控制参数即可保证系统轨迹在固定时间内收敛.同时,该算法可对故障进行精确观测,并在失效故障和偏置故障发生时保证系统轨迹精确跟踪及稳定控制,相较于其他算法收敛时间更短、稳态误差更小、拥有出色的故障观测能力和更强的容错控制能力.

关键词：漂浮基空间机器人力矩偏置力矩失效主动容错控制固定时间收敛观测器