[發明專利]一種智能分步容錯控制方法

有效

• 申請號: 201010209220.7
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101995821A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 劉勝;李高云;李冰;常緒成;王宇超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種控制系統容錯控制方法，特別涉及一種大型船舶航向/航跡控制系統智能容錯控制的方法。?

背景技術

容錯控制(Fault?Tolerant?Control--FTC)是伴隨著基于解析冗余的故障診斷技術的發展而發展起來的。最早可以追溯到1971年，以Nieder?Linski提出完整性控制的新概念為標志。美國空軍從70年代起就不斷投入巨資支持容錯控制的發展，力求開發出具有高度容錯能力的戰斗機，甚至在多個翼面受損時，也能夠保持戰斗機的生存能力。?

目前，容錯方法基本還是采用單一的被動容錯或者主動容錯方式。故障按部件類型可分為五大類：檢測元件，變送器，執行器，控制器，控制過程本身。隨著計算機控制和可編程微控制器的推廣和普及，控制單元主要采用時間冗余，軟件冗余方式容錯，另外，可以對幾個控制回路合備一個備份控制器，分攤到儀表的費用不大，可靠性也大為提高；至于控制過程本身特性的變化經常會遇到，設計出能適應過程參數在一定范圍內變動的控制算法進行容錯控制處理。現今，主要研究檢測元件、變送器、執行器三類的容錯控制設計。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種實時性強、控制性能好、實現難度低的智能分步容錯控制方法。?

本發明的目的是這樣實現的：主要包括以下步驟：?

(1)建立故障工況魯棒容錯控制器數據庫；?

(2)調度運行正常工況控制器；?

(3)循環檢測判斷信號是否超過閾值；?

(4)調度運行被動魯棒容錯控制器；?

(5)診斷出系統具體故障信息；?

(6)切換為重構容錯控制器；?

(7)重復步驟(3)。?

本發明還可以包括：?

1、所述建立故障工況魯棒容錯控制器數據庫是，先根據各個工況選擇出魯棒容錯控制器參數，再采用數據表格的方式建立故障工況數據庫。?

2、所述正常工況控制器為基于H²/H^∞的魯棒控制器，控制器參數為：?

u=Kx=10-3×18.0999-0.0425-26.40290.00000.00003.17491970.39150.0000x]]>

其中，u為控制量，K為控制反饋矩陣，x為狀態變量。?

3、所述循環檢測判斷信號是否超過閾值是，設定各個信號的故障閾值大小，采用傳感器實時檢測，檢測信號值與故障信息表中的數據進行實時比對，如超出閾值則認為發生故障，將故障信息傳送給控制調度程序。?

4、所述調度運行被動魯棒容錯控制器是依據系統傳感器和執行器兩類主要故障的統一數學模型描述，針對該模型并同時考慮對象的不確定性，基于Lyapunov漸近穩定性理論和Riccati方程推導出的，基于狀態觀測器的魯棒容錯控制器。?

5、所述診斷出系統具體故障信息的方法為模糊神經網絡。?

6、所述重構容錯控制器是根據偽逆法設計的，采用的公式為：?