[发明专利]容错控制能力评估方法及系统在审
申请号: | 202210163478.0 | 申请日: | 2022-02-22 |
公开(公告)号: | CN114625103A | 公开(公告)日: | 2022-06-14 |
发明(设计)人: | 杨婷;李阳;侯铮;韩渭辛 | 申请(专利权)人: | 北京空天技术研究所 |
主分类号: | G05B23/02 | 分类号: | G05B23/02 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 100074 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 容错 控制 能力 评估 方法 系统 | ||
1.一种容错控制能力评估方法,其特征在于,所述方法包括:
获取预存样本,所述预存样本包括四组时间序列数据,分别为无故障情况下的理想参考轨迹及其参考输出、有故障情况下的理想降级参考轨迹及其降级参考输出,其中,无故障情况下的参考输出为参考输出,有故障情况下的降级参考输出为对比输出;
基于故障注入技术获取任意待评估故障容错控制算法下的评估样本,所述评估样本包括实际参考轨迹及实际参考轨迹下的实际输出;
基于所述预存样本以及评估样本计算评估指标;
基于所述评估指标对待评估故障容错控制算法进行评估。
2.根据权利要求1所述的一种容错控制能力评估方法,其特征在于,通过下述方式获取预存样本:
依据被控对象模型或实际被控对象进行仿真试验,以在无故障的理想情况下,获得理想参考轨迹及对应的参考输出;以及在有故障情况下,获得理想降级参考轨迹及对应的对比输出。
3.根据权利要求1所述的一种容错控制能力评估方法,其特征在于,所述基于故障注入技术获取任意待评估故障容错控制算法下的评估样本,包括:
构建故障注入模型库,所述故障注入模型库中的每一个故障注入模型包括故障种类、故障注入时间和故障程度;
对于任意待评估故障容错控制算法,从所述故障注入模型库中随机选取故障注入模型并基于该故障注入模型对所述待评估故障容错控制算法进行测试,得到被控对象的输出结果,所述输出结果为所述评估样本。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种容错控制能力评估方法,其特征在于,所述评估指标包括基于飞行阶段的评价指标、稳定性指标、面向任务的评价指标、时间延迟的评价指标、灵敏性评价指标、恢复行为时间及风险关键系数。
5.根据权利要求4所述的一种容错控制能力评估方法,其特征在于,通过下式计算飞行阶段的评价指标:
其中,Xs是实际输出,Xr是参考输出,τeff为有效时间延迟,reff为故障响应灵敏度,Qi,i=1,2,3为各个分项的权重,为非负数,该权重随飞行阶段的不同而变化,如果期望灵敏度越高越好,则f=-1;如果期望灵敏度越低越好,则f=1,J飞行为飞行阶段的评价指标,该项指标越小,表征故障容错控制算法的性能越好。
6.根据权利要求5所述的一种容错控制能力评估方法,其特征在于,所述稳定性指标包括静稳定性指标和动稳定性指标,通过下式分别获取静稳定性指标和动稳定性指标:
其中,Xs是实际输出,Q4是对应的权值,为非负数,t是实际输出对应的时间,Δt是系统即被控对象的采样时间,同时,
的符号决定了容错控制系统是否是静稳定性的,符号为-,则为静稳定的;符号为+,则为静不稳定的,静稳定性表示故障发生后的瞬间,系统的性能,如果对系统瞬态性能有特殊要求,该项作为一项指标,进行性能综合分析;
其中,t0和tN分别为故障发生的时间和容错控制系统稳定后的时间,Xs是实际输出,Xr是参考输出,Qi,i=5,6,7为各个分项的权重,为非负数,J动稳定性为动稳定性指标,该项指标越小,表征故障容错控制算法的性能越好。
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