[发明专利]一种悬浮控制系统的状态监测方法、系统及相关装置

权利要求书

1.一种悬浮控制系统的状态监测方法，其特征在于，包括：

获取所述悬浮控制系统的初始输入输出数据，并根据所述初始输入输出数据确定所述悬浮控制系统的闭环传递函数；

根据所述闭环传递函数计算开环传递函数，根据所述开环传递函数和初始控制器传递函数确定被控对象的初始传递函数；

获取所述悬浮控制系统的最新输入输出数据，并根据所述最新输入输出数据确定所述悬浮控制系统的当前闭环传递函数；

根据所述当前闭环传递函数计算当前开环传递函数，根据当前开环传递函数和所述初始控制器传递函数确定被控对象的最新传递函数；

确定所述被控对象的初始传递函数和所述最新传递函数之间的间隙度量；

根据所述间隙度量对应的区间确定所述悬浮控制系统的健康状态；

其中，当所述间隙度量超过警戒阈值时，调节控制器传递函数；

其中，调节控制器传递函数包括：

利用通用传递函数中的优化参数调节控制器传递函数；

其中，所述通用传递函数为

其中，k_p为所述优化参数中的比例增益，k_i为所述优化参数中的积分增益，k_d为所述优化参数中的微分增益。

2.根据权利要求1所述的状态监测方法，其特征在于，还包括：

确定所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益的取值区间。

3.根据权利要求2所述的状态监测方法，其特征在于，确定所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益的取值区间包括：

若优化后的控制器传递函数K′(s)为其中k′_p为优化的比例增益，k′_i为优化的积分增益，k′_d为优化的微分增益时，

对应的，优化后的开环传递函数G′(s)为

其中，W(s)为被控对象的等效传递函数；

通过预设公式计算出k′_p，k′_i，k′_d的取值区间；

所述预设公式为

其中η是调整阈值，G₀为初始开环传递函数；

分别以k′_p，k′_i，k′_d为坐标轴，以k′_p，k′_i，k′_d的范围构造几何图形的几何中心为优化后的最优参数。

4.根据权利要求2所述的状态监测方法，其特征在于，确定所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益的取值区间包括：

采用智能优化算法或者蒙特卡洛采样法确定所述比例增益、所述积分增益和所述微分增益的取值区间。

5.一种悬浮控制系统的状态监测系统，其特征在于，包括：

第一数据获取模块，用于获取所述悬浮控制系统的初始输入输出数据，并根据所述初始输入输出数据确定所述悬浮控制系统的闭环传递函数；

第一计算模块，用于根据所述闭环传递函数计算开环传递函数，根据所述开环传递函数和初始控制器传递函数确定被控对象的初始传递函数；

第二数据获取模块，用于获取所述悬浮控制系统的最新输入输出数据，并根据所述最新输入输出数据确定所述悬浮控制系统的当前闭环传递函数；

第二计算模块，用于根据所述当前闭环传递函数计算当前开环传递函数，根据当前开环传递函数和所述初始控制器传递函数确定被控对象的最新传递函数；

间隙计算模块，用于确定所述被控对象的初始传递函数和所述最新传递函数之间的间隙度量；

状态监测模块，用于根据所述间隙度量对应的区间确定所述悬浮控制系统的健康状态；

调节模块，用于当所述间隙度量超过警戒阈值时，调节控制器传递函数。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的方法的步骤。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述的方法的步骤。