[發(fā)明專利]一種Delta算子切換糧食管理系統(tǒng)的全階故障估計(jì)觀測器的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011543900.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112799374B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹杰;毛波;趙慕階;李德燕;王濤;劉金良;胡號;李燕
• 申請（專利權(quán)）人: 南京財(cái)經(jīng)大學(xué);國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院;國貿(mào)工程設(shè)計(jì)院;云境商務(wù)智能研究院南京有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發(fā)明公開了一種Delta算子切換糧食管理系統(tǒng)的全階故障估計(jì)觀測器的設(shè)計(jì)方法，基于δ算子切換糧食管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性定義，設(shè)計(jì)了全階故障估計(jì)觀測器和依賴于模式的平均駐留時(shí)間，以保證增廣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和H_∞性能；首先建立帶有執(zhí)行器故障的δ算子切換糧食管理系統(tǒng)模型；引入調(diào)節(jié)因子，構(gòu)造全階故障估計(jì)觀測器模型；然后得出誤差動(dòng)態(tài)表達(dá)式，獲取增廣后的系統(tǒng)模型，最后采用多變量動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了全階故障估計(jì)觀測器和切換律模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及糧食管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種Delta算子切換糧食管理系統(tǒng)的全階故障估計(jì)觀測器的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著社會的不斷進(jìn)步以及對于糧食及其管理系統(tǒng)有著較高的要求，相關(guān)技術(shù)在近幾十年中得到了飛速的發(fā)展。當(dāng)前糧食管理系統(tǒng)中的一個(gè)熱點(diǎn)就是切換系統(tǒng)。

切換系統(tǒng)因其在糧食領(lǐng)域廣泛的適用性而得到業(yè)內(nèi)學(xué)者的研究關(guān)注。切換系統(tǒng)是屬于糧食領(lǐng)域中的一個(gè)熱門話題，與其相關(guān)的研究成果也非常之多，但是仍舊有許多問題有待深入挖掘，例如切換系統(tǒng)的容錯(cuò)控制問題，容錯(cuò)控制變得越來越重要，因?yàn)橐坏┘Z食管理系統(tǒng)發(fā)生故障，糧食管理系統(tǒng)的整體性能將顯著下降。

對于離散時(shí)間切換線性的糧食管理系統(tǒng)，有研究通過給定允許的最小和最大駐留時(shí)間，提出了全局一致漸近穩(wěn)定或離散時(shí)間切換線性糧食管理系統(tǒng)的充分條件。也有文獻(xiàn)分別研究了時(shí)滯離散線性切換糧食管理系統(tǒng)的最優(yōu)切換問題和事件觸發(fā)控制問題。根據(jù)線性矩陣不等式(LMIs)。研究了一類離散時(shí)間切換線性糧食管理系統(tǒng)的指數(shù)鎮(zhèn)定問題，該系統(tǒng)在執(zhí)行器飽和時(shí)具有可鎮(zhèn)定性。

現(xiàn)有的時(shí)間切換方法通常基于停留時(shí)間、平均停留時(shí)間、模式相關(guān)的平均停留時(shí)間、持續(xù)停留時(shí)間和模式相關(guān)的持續(xù)停留時(shí)間來設(shè)計(jì)。在相關(guān)文獻(xiàn)中，還提出了一種多屬性決策分析方法，并通過與決策分析和決策分析方法的比較驗(yàn)證了該方法的性能。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供了一種Delta算子切換糧食管理系統(tǒng)的全階故障估計(jì)觀測器的設(shè)計(jì)方法針對δ算子切換糧食管理系統(tǒng)，提出了一種新的全階故障估計(jì)觀測器設(shè)計(jì)方法；在觀測器中引入調(diào)節(jié)因子，以匹配穩(wěn)定性；最后提出一個(gè)全階故障估計(jì)觀測器設(shè)計(jì)方法，同時(shí)采用多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和一階LMI區(qū)域理論來發(fā)展?jié)u近穩(wěn)定性。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種Delta算子切換糧食管理系統(tǒng)的全階故障估計(jì)觀測器的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟S1、建立帶有執(zhí)行器故障的δ算子切換糧食管理系統(tǒng)模型；

所述模型具體如下：

其中x(t)∈Rⁿ為糧食管理系統(tǒng)狀態(tài)，u(t)∈R^m為輸入向量，y(t)∈R^p為輸出向量，d(t)∈R^τ為干擾函數(shù)，取值位于區(qū)間l₂[0,+∞)之間，f(t)∈R^s代表執(zhí)行器故障；σ(t):R⁺→S＝{1,2,K,N}為切換信號，N1代表糧食管理子系統(tǒng)的數(shù)量；A_i,B_i,C_i,D_1i,D_2i和E_i為常數(shù)實(shí)矩陣；

對δ算子描述如下：

其中T≥0，代表糧食管理系統(tǒng)的采樣周期；

步驟S2、構(gòu)造全階故障估計(jì)觀測器模型；所述全階故障估計(jì)觀測器模型具體如下：