基于T-S模糊模型和迭代学习观测器的飞行系统故障容错控制 被引量：2

1

作者 刘春生 胡寿松 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期48-53,共6页

针对执行器失效的一类飞行控制系统,提出基于迭代学习观测器的模糊容错控制律,利用T akag i-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性系统进行描述、建模和控制。一旦系统发生故障,迭代学习观测器在估计系统状态的同时估计执行器的卡死值,然后利用... 针对执行器失效的一类飞行控制系统,提出基于迭代学习观测器的模糊容错控制律,利用T akag i-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性系统进行描述、建模和控制。一旦系统发生故障,迭代学习观测器在估计系统状态的同时估计执行器的卡死值,然后利用估计的状态和故障信息构成反馈模糊控制律进行调节,以实现故障系统对参考系统的状态跟踪。给出了系统能进行容错控制的参数匹配条件,并利用Lyapunov理论详细分析了系统的稳定性以及闭环系统信号的有界性,某歼击机的仿真实例证明了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性系统 递推学习观测器 故障容错控制 T—S模糊模型

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基于迭代学习观测器的容错控制 被引量：1

2

作者 蔡俊伟 胡寿松 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B07期21-24,共4页

提出了一种基于迭代学习观测器(ILO)将故障检测和容错控制进行统一设计的方法。迭代学习观测器不仅可以用于进行状态估计和故障检测,而且可以用于获得控制输入调节项并进行故障估计。设计重构控制律的基本思想是利用估计状态和控制输入... 提出了一种基于迭代学习观测器(ILO)将故障检测和容错控制进行统一设计的方法。迭代学习观测器不仅可以用于进行状态估计和故障检测,而且可以用于获得控制输入调节项并进行故障估计。设计重构控制律的基本思想是利用估计状态和控制输入调节项来补偿故障引起的影响。文中还给出了特定假设条件下闭环重构控制系统稳定性的严格证明。理论分析和仿真研究表明,所提的方法是有效的并可保证闭环系统具有良好的重构性能． 展开更多

关键词 故障检测 容错控制 迭代学习观测器 控制输入调节项 重构控制律

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基于迭代学习观测器的卫星姿态滑模容错控制 被引量：6

3

作者 张众正 叶东 孙兆伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期17-23,共7页

为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并... 为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并利用观测器的观测结果设计滑模控制器,使处于外部干扰条件下的卫星系统在执行机构发生故障的情况下可以快速稳定地完成姿态机动任务。进一步基于Lyapunov稳定性定理证明了迭代学习观测器及控制器的全局渐近稳定性。针对反作用飞轮存在不确定性及故障的情况下进行仿真,仿真结果表明,与同类容错控制方法相比,所提方法可以更加快速精确地对故障进行估计并完成姿态控制。 展开更多

关键词 不确定性 执行机构故障 迭代学习观测器 滑模控制 容错控制

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基于新型学习观测器的卫星执行机构故障重构 被引量：2

4

作者 贾庆贤 张承玺 +1 位作者 李化义 张迎春 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2835-2841,共7页

针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时... 针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时刻和当前时刻的姿态敏感器测量输出误差在线更新故障重构信号,使得所提NLO在估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,能够快速精确在线重构卫星姿控执行机构故障。进一步给出了所提NLO的稳定性条件,并结合线性矩阵不等式技术给出了NLO增益矩阵的详细设计方法。最后,将所提方法应用于微小卫星姿控推力器故障重构,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 卫星姿态控制系统 故障重构 学习观测器 线性矩阵不等式

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基于迭代学习观测器的航天器姿态主动容错控制 被引量：3

5

作者 曹腾 龚华军 +1 位作者 薛艺璇 文梁栋 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1323-1330,共8页

针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭... 针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭代学习观测器设计基础上引入上一时刻状态估计误差信息,文章提出一种改进型学习估计算法.进一步,基于滑模控制和指定时间稳定理论,利用学习观测器的故障估计信息设计指定时间主动容错控制器.与现有的航天器主动容错控制方案相比,本文所提出的算法的优势在于可以使故障系统的姿态能在指定时间跟踪上指令信号.基于Lyapunov方法,本文从理论上证明了改进型学习观测器和姿态容错控制系统的稳定性.最后,通过数值仿真,说明了所提容错控制方案的有效性和可行性. 展开更多

关键词 航天器 主动容错控制 迭代学习观测器 姿态控制 指定时间稳定

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基于迭代学习观测器的随机分布系统容错控制 被引量：1

6

作者 许刘勇 李涛 +1 位作者 贾忠益 宋公飞 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第1期19-23,共5页

针对包含故障和干扰的非高斯随机分布系统,提出了一种基于迭代学习观测器(ILO)的鲁棒容错控制方法。使用线性B样条神经网络建立了输出概率密度函数(PDF)和动态权重之间的关系。设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对故障的精确估计... 针对包含故障和干扰的非高斯随机分布系统,提出了一种基于迭代学习观测器(ILO)的鲁棒容错控制方法。使用线性B样条神经网络建立了输出概率密度函数(PDF)和动态权重之间的关系。设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对故障的精确估计。利用故障估计信息设计容错控制器,使得系统的权向量在故障发生后仍能够跟踪到期望的权向量。最后通过仿真分析说明了提出方法的有效性。所设计的迭代学习观测器在经过短暂过渡后可迅速重构系统故障,基于PI跟踪的容错控制器对定常和时变权向量都有较好的跟踪效果。 展开更多

关键词 随机分布系统 迭代学习观测器 故障估计 容错控制

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基于迭代学习观测器的无人机故障鲁棒控制 被引量：2

7

作者 贺佳辉 付兴建 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2021年第8期19-25,共7页

针对无人机在飞行时存在执行机构故障和外界干扰问题,建立了无人机的动力学模型和系统发生执行器故障时的模型,提出了一种将迭代学习观测器和鲁棒自适应控制相结合的容错控制方法。利用迭代故障观测器去观测无人机控制系统的状态并通过... 针对无人机在飞行时存在执行机构故障和外界干扰问题,建立了无人机的动力学模型和系统发生执行器故障时的模型,提出了一种将迭代学习观测器和鲁棒自适应控制相结合的容错控制方法。利用迭代故障观测器去观测无人机控制系统的状态并通过迭代实时跟踪执行器故障,给出了该观测器的收敛性分析,并在此基础上设计基于自适应增益的趋近律,实现系统鲁棒自适应控制。进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的容错控制器的鲁棒稳定性。使用无人机控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 迭代学习观测器 自适应控制 无人机 故障 鲁棒控制

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基于增广P型学习观测器的航天器故障重构和自适应容错控制

8

作者 骆天依 李化义 孟庆松 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期484-493,共10页

针对航天器姿态控制系统常见的传感器故障问题,基于增广P型学习观测器技术研究了故障重构问题,并对故障系统进行了容错控制器的设计.首先,考虑同时存在传感器故障和未知干扰输入的航天器姿控系统状态空间模型,将故障等效考虑成与前一时... 针对航天器姿态控制系统常见的传感器故障问题,基于增广P型学习观测器技术研究了故障重构问题,并对故障系统进行了容错控制器的设计.首先,考虑同时存在传感器故障和未知干扰输入的航天器姿控系统状态空间模型,将故障等效考虑成与前一时刻故障估计值和当前时刻输出误差有关的两项,借助Lyapunov定理设计观测器,并采用LMI方法给出了观测器参数矩阵系统化设计方法.然后,设计积分滑模面,将得到的等效控制律代入系统状态空间模型后,设计包含自适应故障补偿控制项和线性输出反馈控制项的容错控制律.最后通过仿真实例验证了所设计观测器和容错控制器的有效性. 展开更多

关键词 姿态控制 学习观测器 故障重构 容错控制

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基于逆系统迭代学习观测器的故障调节方法

9

作者 李炜 任波 毛海杰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第5期1698-1701,共4页

针对一类满足Lipschitz条件的多输入多输出非线性可逆系统执行器故障问题,提出了一种基于迭代学习观测器的逆系统内模故障调节方法。引入PD型迭代学习策略,设计了迭代学习故障诊断观测器,用于对执行器未知时变故障进行快速、准确估计。... 针对一类满足Lipschitz条件的多输入多输出非线性可逆系统执行器故障问题,提出了一种基于迭代学习观测器的逆系统内模故障调节方法。引入PD型迭代学习策略,设计了迭代学习故障诊断观测器,用于对执行器未知时变故障进行快速、准确估计。根据故障估计值,结合逆系统方法对逆模型进行补偿,使得补偿后的逆模型与非线性被控对象串联仍为伪线性系统;再结合内模控制实现了伪线性系统的容错控制。最后,通过仿真算例验证了该方案的有效性。 展开更多

关键词 故障调节 非线性系统 迭代学习型观测器 故障估计 逆系统方法 内模控制

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基于迭代学习-未知输入观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构 被引量：9

10

作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 沈毅 吴丽娜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期120-124,共5页

针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线... 针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线性姿控系统模型。其次,采用UIO干扰解耦原理和H!控制思想,设计IL-UIO估计卫星姿态欧拉角和角速度的同时,利用IL算法实现执行机构鲁棒故障重构。并利用Lyapunov稳定性理论证明了IL-UIO稳定性和动态故障偏差最终有界,通过线性矩阵不等式(linear matrix inequaliry,LMI)工具箱求解了观测器部分参数矩阵。最后,建立卫星闭环姿控系统并进行仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 故障重构 卫星姿控系统 迭代学习观测器 未知输入观测器

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基于周期学习扰动观测器的永磁直线同步电机伺服系统控制 被引量：16

11

作者 赵希梅 武文斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1985-1993,共9页

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统执行重复性运动任务时存在周期性扰动的问题,提出了一种新型周期学习扰动观测器(PLDOB)来削弱这些扰动。首先,建立了含有不确定性的PMLSM动态模型,利用扰动观测器(DOB)来估计包括参数变化、未建模... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统执行重复性运动任务时存在周期性扰动的问题,提出了一种新型周期学习扰动观测器(PLDOB)来削弱这些扰动。首先,建立了含有不确定性的PMLSM动态模型,利用扰动观测器(DOB)来估计包括参数变化、未建模动态、摩擦力和推力波动在内的扰动。然后,通过周期学习律来校正每个周期内的扰动。此控制方案无需扰动的数学模型以及模型参数的控制律,直接从扰动的角度设计,并且还可以对DOB中Q-滤波器带宽以外的扰动进行补偿。最后,通过实验验证了该方案是有效可行的,明显提高了系统的跟踪性能和抗扰性能。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 周期学习扰动观测器 周期性扰动 扰动补偿 跟踪误差

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基于迭代学习干扰观测器的RLV容错控制方法 被引量：6

12

作者 陈佳晔 王紫扬 +2 位作者 陈益 张群 张亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期832-840,共9页

针对重复使用运载器(RLV)等类飞行器再入飞行段存在综合干扰问题,提出了一种基于迭代学习干扰观测器的容错控制方法。首先,根据RLV再入段运动、动力学特性及执行机构故障类型,建立带有执行机构故障的RLV面向控制模型;然后设计了一种基于... 针对重复使用运载器(RLV)等类飞行器再入飞行段存在综合干扰问题,提出了一种基于迭代学习干扰观测器的容错控制方法。首先,根据RLV再入段运动、动力学特性及执行机构故障类型,建立带有执行机构故障的RLV面向控制模型;然后设计了一种基于S型函数的迭代学习观测器的容错控制方法,采用迭代学习干扰观测器完成对综合干扰观测并进行补偿,通过李雅普诺夫定理证明基于干扰观测器设计的改进的自适应控制器能够在有限时间收敛稳定;最后以某型RLV再入段为研究对象进行数值仿真。仿真结果表明,所提出的方法在系统中存在加性、乘性故障时,姿态跟踪能够在3 s内收敛,同时姿态稳态误差在0.01°以内。 展开更多

关键词 重复使用运载器 容错控制 执行器故障 迭代学习观测器 有限时间收敛

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自主学习干扰观测器驱动的重复使用运载器再入段滑模控制 被引量：6

13

作者 陈佳晔 穆荣军 +2 位作者 白瑜亮 张新 崔乃刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期694-702,共9页

针对重复使用运载器(RLV)再入段的姿态控制问题,设计一种具有自主学习干扰观测器(SLDO)的滑模控制器。基于奇异摄动理论及时标分离原则,将RLV的姿态动力学方程划分为外环和内环子系统。根据RLV再入段模型不确定性和外部干扰均随时间变... 针对重复使用运载器(RLV)再入段的姿态控制问题,设计一种具有自主学习干扰观测器(SLDO)的滑模控制器。基于奇异摄动理论及时标分离原则,将RLV的姿态动力学方程划分为外环和内环子系统。根据RLV再入段模型不确定性和外部干扰均随时间变化、不可忽略且无法预知边界等特点,结合2型模糊神经结构、误差反馈学习架构以及滑模控制(SMC)理论,提出一种新型在线自主学习干扰观测器。设计基于SLDO驱动的多元超螺旋滑模控制器,完成对再入段姿态的跟踪。最后,针对6自由度RLV模型进行了仿真分析,仿真结果证明了控制方法的有效性以及鲁棒性。 展开更多

关键词 重复使用运载器(RLV) 自主学习干扰观测器(SLDO) 滑模控制(SMC) 再入段姿态跟踪

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压电纳米运动系统的迟滞补偿与迭代学习分数阶滑模控制

14

作者 张扬名 吴铭凡 +1 位作者 方剑吟 闫鹏 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1075-1082,共8页

针对压电纳米运动系统的轨迹跟踪问题,本文提出了一种自适应迟滞补偿的迭代学习分数阶滑模控制方法.引入Prandtl-Ishlinskii模型描述压电纳米运动系统的迟滞非线性,借助一种新的自适应滤波辨识方法获得其参数,设计逆控制器对迟滞非线性... 针对压电纳米运动系统的轨迹跟踪问题,本文提出了一种自适应迟滞补偿的迭代学习分数阶滑模控制方法.引入Prandtl-Ishlinskii模型描述压电纳米运动系统的迟滞非线性,借助一种新的自适应滤波辨识方法获得其参数,设计逆控制器对迟滞非线性进行前馈补偿.将外部扰动和未建模动力学视为集总干扰,使用迭代学习方法设计一种观测器对干扰进行估计与补偿.在此基础上,引入双曲正切函数,构造分数阶滑模控制器.通过李雅普诺夫方法证明了参数估计误差的全局收敛性和闭环系统的稳定性.最后,将迭代学习分数阶滑模控制方法应用在压电纳米运动系统中,实验验证了该方法具有较强的抗干扰能力和较高跟踪精度. 展开更多

关键词 压电执行器 分数阶 迟滞补偿 迭代学习干扰观测器 滑模控制

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执行器乘性故障下容错控制策略研究

15

作者 孙春虎 方愿捷 张伟亮 《安徽大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期55-64,共10页

针对传统迭代观测器和迭代学习观测器存在的故障估计精度低,以及非奇异终端滑模容错控制器和非奇异快速终端滑模容错控制器在执行器故障下收敛时间长等问题,提出了一种改进型迭代学习观测器和一种改进型非奇异快速终端滑模容错控制器,... 针对传统迭代观测器和迭代学习观测器存在的故障估计精度低,以及非奇异终端滑模容错控制器和非奇异快速终端滑模容错控制器在执行器故障下收敛时间长等问题,提出了一种改进型迭代学习观测器和一种改进型非奇异快速终端滑模容错控制器,并通过Matlab/Simulink仿真实验验证了所提改进型迭代学习观测器和改进型非奇异快速终端滑模容错控制器的有效性. 展开更多

关键词 执行器故障 迭代学习观测器 非奇异快速终端滑模 容错控制

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一种基于PLDOB的PMLSM伺服系统长期稳定运行的方法 被引量：2

16

作者 赵希梅 武文斌 朱国昕 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期110-116,共7页

执行重复性运动任务的永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统易受参数变化、未建模动态、摩擦力和推力波动等周期性扰动的影响,导致系统无法长期稳定运行,故采用周期性学习扰动观测器(PLDOB)来削弱这些扰动。首先利用扰动观测器(DOB)估计... 执行重复性运动任务的永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统易受参数变化、未建模动态、摩擦力和推力波动等周期性扰动的影响,导致系统无法长期稳定运行,故采用周期性学习扰动观测器(PLDOB)来削弱这些扰动。首先利用扰动观测器(DOB)估计初始周期内的扰动,然后将所估计的扰动作为PLDOB中周期学习律的初始条件,进而校正每个后继周期内的扰动。该方法直接从扰动的角度设计,不仅能在保证系统长期稳定运行的前提下使跟踪误差快速收敛到零,同时还可以补偿DOB中Q-滤波器带宽以外的扰动以及扰动的相位滞后。实验结果表明所提控制方案是有效的,明显提高了系统的跟踪性能和抗扰性能。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 周期学习扰动观测器 周期性扰动补偿 跟踪误差 长期稳定运行

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