《故障在有限頻域內的快速估計與調節方法研究》是依託南京航空航天大學，由張柯擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：故障在有限頻域內的快速估計與調節方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張柯
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統基於觀測器的動態故障估計和調節方法是針對故障在全頻域範圍內設計，沒有考慮故障發生所在的頻域範圍，故傳統方法存在較大保守性；另外，隨著過程控制系統對線上實時診斷和容錯性能的要求越來越高，使得傳統故障估計和調節算法在快速性和準確性等方面難以滿足系統性能需求。為此，擬開展故障在有限頻域內的快速估計和調節方法研究：(1)針對連續時間系統，蘭求對不同有限頻域內的故障，建立相應的故障估計算法，減少全頻域故障估計設計方法的保守性；(2)進行有限頻域內快速故障估計算法設計，以提升線上實時故障估計的快速性和準確性；(3)基於線上獲取故障估計值，開展有限頻域內的多約束故障調節設計方法研究恢復系統的性能；(4)建立離散時間系統的有限頻域內快速故障估計和調節一體化設計方案，拓寬基於有限頻理論故障估計和調節的理論套用範圍。最終，預期的研究成果是形成一套較為新穎的有限頻域內的快速故障估計與調膠婚頁節設計理論研究架構。
結題摘要
針對傳統基於觀測器的動態故障估計和調節方法是在全頻域範圍內設計，沒有考慮故障和干擾發生所在的頻域範圍，故傳統方法存在較大保守性。本項目開展了故障在有限頻域內的估計和調節方法研究。主要研究成果如下：(1) 針對連續時間系統，通過構造一個增廣系統，提出了一種有限頻域內的多約束全階故障估獄榆白計觀測器實現線上的故障估計；同時提出基於廣義Kalman–Yakubovich–肯兆淋院Popov引理的全階故障估計觀測器，該方法可以減少基於全頻域設計帶來的保守性；通過引入自由變數，得到了針對不同頻域範圍的改進結果，對於各個約束條件設計不同的Lyapunov矩陣，減少了設計的保守性。(2) 對於離散時間系統，提出了一種基於有限頻域的全階故詢凝刪婚障估計觀測器來實現故障估計，這種方法可以降低在整個頻域的保守性；通過構造一個降維的故障估計觀測器，得到一種新的可以使用當前輸出信息的估計故障器；基於鬆弛變數技巧，得到了改進的有限頻域的全維和降維故障充笑愚估計觀測器設計，對於每一個約束分別設計不同的Lyapunov矩陣。(3)在多約束設計下，提出了一種基於有限頻域的T-S模糊模型全階故障估計觀測器來實現故障估計，這種方法可以降低在整個頻域的保守性。（4）以四旋翼直升機平台為驗證對象，當四熱頌戀旋翼直升機執行器低頻域突發故障或突受干擾時，利用直接自修復控制技術，設計一種基於直接自適應滑模控制的四旋翼直升機姿控系統，使其在故障或干擾信息未知的情況下，仍能保持穩定並且跟蹤上理想輸出信號；系統的穩定性和跟蹤性能是由Lyapunov穩定性定理來確保的，這體現在參數更新律的設計過程中。最終，建立了一套較為新穎的有限頻域內的故障估計與調節設計理論研究架構。
