面向稳定裕度的实时容错控制方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leoncici617
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本文研究的主要内容是面向稳定裕度的数据驱动的系统主动容错控制方法。稳定裕度作为闭环系统的评价指标,能够定量的衡量闭环系统内稳定的“程度”,因此稳定裕度可以作为衡量系统鲁棒性的工具。故本文研究的主要问题是针对闭环系统发生故障后,鲁棒性变差的情况下,通过提升闭环系统的稳定裕度来提升整个系统的控制性能的方法。为了在不破环原有闭环系统的情况下对系统的稳定裕度进行优化,本文以尤拉参数化的方法,推导了即插即用的故障监测与容错控制框架的构建原理。此框架通过在原有的控制系统上插入额外的输入模块的方法,在保持原有控制装置完整新的前提下,通过本文中给出的在线优化尤拉参数矩阵的算法,提升整个系统的稳定裕度,从而达到对系统进行主动容错控制的效果。若需恢复原有的控制效果,只需“拔下”额外的输入模块即可,从而为保证系统运行的稳定性与安全性提供了一个低成本的容错控制解决方案。在对故障系统进行优化的过程中,为了省去复杂的系统辨识与建模的过程,本文采用了数据驱动的方法来解决稳定裕度估计与优化的问题。首先通过子空间的方法得到了数据驱动的系统稳定核/像描述,并基于此对标准闭环系统与故障监测与容错控制系统的稳定裕度进行了离线与在线估计。得到稳定裕度后,利用高斯牛顿法与数据驱动技术对尤拉参数矩阵进行在线优化,从而达到了利用数据驱动技术对系统提升稳定裕度的目的,实现了主动容错控制的效果。
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