[发明专利]基于状态观测复合反馈控制的通道切换系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于状态观测复合反馈控制的通道切换系统，其特征在于：

所述基于状态观测复合反馈控制的通道切换系统，包括控制通道1和控制通道2，控制通道1和控制通道2各自包含一个切换开关1和一个切换开关2，状态反馈增益矩阵K1和K2的输出控制量分别反馈到控制通道1和控制通道2的输入端，输入端分别连接各自通道的输入矩阵B1和B2，输入矩阵B1和B2再次分为两路，第一路与各自通道的系统矩阵A1和A2共同进入积分器，积分器的输出再次进入系统矩阵，形成反馈环节，积分器的输出连接各自通道的输出矩阵C1和C2；第二路与各自通道的系统矩阵A1和A2及各自通道的输出反馈矩阵Kc1和Kc2共同进入积分器，积分器的输出端为各自通道的运动位置观测变量和积分器的输出端分别反馈系统矩阵A1和A2，形成反馈环节，积分器的输出端分别通过各自通道的状态反馈增益矩阵K1和K2连接至切换开关1和一个切换开关2，积分器的输出端分别连接各自通道的输出矩阵C1和C2，第一路和第二路的输出矩阵C1和C2再共同反馈至输出反馈矩阵Kc1和Kc2，第一路积分器的输入端为各自通道的运动速率状态变量和第一路积分器的输出端为各自通道的运动运动位置状态变量x₁和x₂，第二路积分器的输入端为各自通道的运动速率观测变量和

控制通道1和控制通道2均采用带状态观测器的反馈控制架构，控制通道1和控制通道2均独立工作，一个通道作为控制通道输出驱动，另一个通道作为热备份通道禁止输出驱动，通道切换时，热备份通道采用控制通道观测到的状态反馈量，构成复合反馈控制系统，输出驱动；由于采用切换时状态观测器的反馈量，因此有效维持通道切换前后伺服机构的运动位置和运动速率，实现通道平滑切换。

2.一种利用权利要求1所述一种基于状态观测复合反馈控制的通道切换系统的控制方法，其特征在于包括下述步骤：

第一步，t₀时刻，控制通道1工作，控制通道2作为热备份，切换开关1的a相和c相导通，切换开关2的b相和c相导通，状态反馈增益矩阵K1的输出控制量反馈到控制通道1的输入端，构成带观测器的独立状态反馈控制系统1，驱动排气活门机构以一定速度向指令位置运动；状态反馈增益矩阵K2的输出控制量反馈到控制通道2的输入端，构成带观测器的状态反馈控制系统2，但禁止输出驱动；

第二步，t₁(t₁＞t₀)时刻，控制通道1接收到停止控制命令，控制控制通道2接收到开始控制命令，切换开关1的b相和c相导通，切换开关2的a相和b相导通，状态反馈增益矩阵K1的输出控制量反馈到控制通道2的输入端，构成带观测器的复合状态反馈控制系统，驱动排气活门机构保持原有速度向指令位置运动；

第三步，t₂(t₂＞t₁)时刻，控制通道2接收到新的指令位置，切换开关1的a相和c相导通，切换开关2的b相和c相导通，状态反馈增益矩阵K2的输出控制量反馈到控制通道2的输入端，构成带观测器的独立状态反馈控制系统，驱动排气活门机构以一定速度向指令位置运动；状态反馈增益矩阵K1的输出控制量反馈到控制通道1的输入端，构成带观测器的独立状态反馈控制系统，但禁止输出驱动；

第四步，t₃(t₃＞t₂)时刻，控制通道1接收到开始控制命令，控制控制通道2接收到停止控制命令，切换开关1的a相和b相导通，切换开关2的a相和c相导通，状态反馈增益矩阵K2的输出控制量反馈到控制通道1的输入端，构成带观测器的复合状态反馈控制系统，驱动排气活门机构保持原有速度向指令位置运动；

第五步，t₄(t₄＞t₃)时刻，控制通道1接收到新的指令位置，切换开关1的a相和c相导通，切换开关2的b相和c相导通，状态反馈增益矩阵K1的输出控制量反馈到控制通道1的输入端，构成带观测器的独立状态反馈控制系统，驱动排气活门机构以一定速度向指令位置运动；状态反馈增益矩阵K2的输出控制量反馈到控制通道2的输入端，构成带观测器的独立状态反馈控制系统，但禁止输出驱动，此时控制系统状态与t₀时刻的控制系统状态相同。