[發明專利]一種懸浮控制系統的狀態監測方法、系統及相關裝置

有效

• 申請號: 202010523819.1
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111674266B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 龍志強;王平;翟明達;竇峰山
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B60L13/06
• 分類號: B60L13/06;G06F17/15
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高勇

1.一種懸浮控制系統的狀態監測方法，其特征在于，包括：

獲取所述懸浮控制系統的初始輸入輸出數據，并根據所述初始輸入輸出數據確定所述懸浮控制系統的閉環傳遞函數；

根據所述閉環傳遞函數計算開環傳遞函數，根據所述開環傳遞函數和初始控制器傳遞函數確定被控對象的初始傳遞函數；

獲取所述懸浮控制系統的最新輸入輸出數據，并根據所述最新輸入輸出數據確定所述懸浮控制系統的當前閉環傳遞函數；

根據所述當前閉環傳遞函數計算當前開環傳遞函數，根據當前開環傳遞函數和所述初始控制器傳遞函數確定被控對象的最新傳遞函數；

確定所述被控對象的初始傳遞函數和所述最新傳遞函數之間的間隙度量；

根據所述間隙度量對應的區間確定所述懸浮控制系統的健康狀態；

其中，當所述間隙度量超過警戒閾值時，調節控制器傳遞函數；

其中，調節控制器傳遞函數包括：

利用通用傳遞函數中的優化參數調節控制器傳遞函數；

其中，所述通用傳遞函數為

其中，k_p為所述優化參數中的比例增益，k_i為所述優化參數中的積分增益，k_d為所述優化參數中的微分增益。

2.根據權利要求1所述的狀態監測方法，其特征在于，還包括：

確定所述比例增益、所述積分增益和所述微分增益的取值區間。

3.根據權利要求2所述的狀態監測方法，其特征在于，確定所述比例增益、所述積分增益和所述微分增益的取值區間包括：

若優化后的控制器傳遞函數K′(s)為其中k′_p為優化的比例增益，k′_i為優化的積分增益，k′_d為優化的微分增益時，

對應的，優化后的開環傳遞函數G′(s)為

其中，W(s)為被控對象的等效傳遞函數；

通過預設公式計算出k′_p，k′_i，k′_d的取值區間；

所述預設公式為

其中η是調整閾值，G₀為初始開環傳遞函數；

分別以k′_p，k′_i，k′_d為坐標軸，以k′_p，k′_i，k′_d的范圍構造幾何圖形的幾何中心為優化后的最優參數。

4.根據權利要求2所述的狀態監測方法，其特征在于，確定所述比例增益、所述積分增益和所述微分增益的取值區間包括：

采用智能優化算法或者蒙特卡洛采樣法確定所述比例增益、所述積分增益和所述微分增益的取值區間。

5.一種懸浮控制系統的狀態監測系統，其特征在于，包括：

第一數據獲取模塊，用于獲取所述懸浮控制系統的初始輸入輸出數據，并根據所述初始輸入輸出數據確定所述懸浮控制系統的閉環傳遞函數；

第一計算模塊，用于根據所述閉環傳遞函數計算開環傳遞函數，根據所述開環傳遞函數和初始控制器傳遞函數確定被控對象的初始傳遞函數；

第二數據獲取模塊，用于獲取所述懸浮控制系統的最新輸入輸出數據，并根據所述最新輸入輸出數據確定所述懸浮控制系統的當前閉環傳遞函數；

第二計算模塊，用于根據所述當前閉環傳遞函數計算當前開環傳遞函數，根據當前開環傳遞函數和所述初始控制器傳遞函數確定被控對象的最新傳遞函數；

間隙計算模塊，用于確定所述被控對象的初始傳遞函數和所述最新傳遞函數之間的間隙度量；

狀態監測模塊，用于根據所述間隙度量對應的區間確定所述懸浮控制系統的健康狀態；

調節模塊，用于當所述間隙度量超過警戒閾值時，調節控制器傳遞函數。

6.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-4任一項所述的方法的步驟。

7.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存有計算機程序，所述處理器調用所述存儲器中的計算機程序時實現如權利要求1-4任一項所述的方法的步驟。