通过基于学习的故障重建,对连续时间交换系统进行无转移容错控制

科学领域:

• 控制系统工程 控制系统工程
• 耐故障控制控制的控制方式
• 交换系统 交换系统

背景情况:

• 开关线性系统容易发生执行器故障和外部干扰,从而损害运行可靠性.
• 现有的耐故障控制方法往往需要故障区分或与解干扰作斗争.
• 在控制模式切换期间,无转移对于保持系统稳定至关重要.

研究的目的:

• 开发一种基于学习的新型强大的未知输入观察器 (UIO),用于切换线性系统中的故障重建和状态估计.
• 设计一个高效的无碰撞传输故障耐受 (FT) 控制器,以减轻故障效应并最大限度地减少控制碰撞.
• 为了确保无撞转移约束,并提高系统的反干扰能力.

主要方法:

• 提出了一个新的基于学习的强大的UIO,它不需要故障区分能力,并完全解干扰.
• 故障重建是通过系统时间线上的代学习实现的,利用历史信息.
• 一个FT控制器是使用估计的故障信息来设计的,它包含了一个新的不等式转换,用于无撞转移和改进的干扰排斥.

主要成果:

• 开发的UIO有效地重建了执行器故障,并估计了系统状态,同时对大小有限的干扰具有稳定性.
• 拟议的FT控制器成功地抵消了故障效应,抑制了控制碰撞,并增强了系统的反干扰能力.
• 对UIO和控制器的偿付能力条件是在平均停留时间切换下建立的,证明了理论上的稳定性.

结论:

• 基于学习的UIO和无碰撞传输FT控制的综合方法为面临执行器故障和干扰的开关线性系统提供了强大的解决方案.
• 该方法的有效性和适用性通过对由直流电机控制的倒置摆形系统的模拟进行验证.
• 这项工作有助于推进复杂动态系统的耐故障控制策略.