[发明专利]可调节故障的智能采样和检测系统

权利要求书

1.一种可调节故障的智能采样和检测系统，其特征在于，包括以下步骤：

a、构造包含执行器故障和扰动的连续线性时不变系统模型；

b、根据步骤a中的连续线性时不变系统模型设计自适应故障诊断观测器，并构造误差方程；

c、利用步骤b中的自适应故障诊断观测器获取故障和状态估计信息，根据故障和状态估计信息进一步设计最优输出状态反馈容错控制器；

d、设计非均匀采样数据容错控制率，并确定非均匀采样数据的最小采样间隔；

e、利用智能采样系统来获取采样时刻t_k，保证在故障系统中输入仍 然能够实现状态指数稳定；

所述步骤d设计的非均匀采样数据容错控制率为最小采样间隔的值满足：

其中，λ为衰减率，

所述步骤e中智能采样系统能够根据自身状态来触发采样，获取采样时刻t_k，定义采样间隔γ＝t_k+1-t_k，满足：

其中，△为离散间距，N_max＝t_max/△，其中t_max表示采样间隔可能的最大值，A_d＝e^A△，对于系统由上式来确定采样间隔γ时，保证在故障系统中输入任然能够实现状态指数稳定。

2.根据权利要求1所述的可调节故障的智能采样和检测系统，其特征在于，所述步骤a中构造的包含执行器故障和扰动的连续线性时不变系统模型如下：

其中为系统状态向量，为控制输入向量，为输出向量，为待估计的定值故障，是扰动输入向量；A，B，C，D，E为已知的适维矩阵。

3.根据权利要求2所述的可调节故障的智能采样和检测系统，其特征在于，所述步骤b中根据连续线性时不变系统模型设计自适应故障诊断观测器如下：

其中，为系统状态向量，为输出向量，为故障的估计值；其中L为观测器增益，定义状态估计误差为输出误差为故障估计误差为构造的误差方程如下：

上述的故障为定值故障，即故障估计误差变化率设计自适应故障估计算法Γ为自适应率，使得状态估计误差e_x(t)和故障估计误差e_f(t)鲁棒稳定，并且满足||e_y(t)||₂<γ₁||w(t)||₂。

4.根据权利要求3所述的可调节故障的智能采样和检测系统，其特征在于，所述步骤c中基于所获取的故障和状态估计信息，设计得到的最优输出状态反馈容错控制器如下：

其中，矩阵满足控制器增益为待设计参数；此时系统状态为η(t)＝[e_x(t) e_f(t) w(t)]^T；对于标量γ₂>0，保证自适应故障诊断观测器的状态反馈控制使系统状态鲁棒稳定，满足H_∞性能||x(t)||≤γ₂||η(t)||₂。