[发明专利]一种基于有限时间观测器的非线性系统执行器鲁棒故障估计方法

权利要求书

1.一种基于有限时间观测器的非线性系统执行器鲁棒故障估计方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、建立含有执行器故障和未知输入干扰的非线性系统模型；

步骤二、对步骤一中建立的非线性系统模型进行解耦，获得降阶的子系统模型1和子系统模型2；

步骤三、基于子系统模型1进行有限时间观测器1的设计，基于子系统模型2进行有限时间观测器2的设计；

步骤四、求解设计的有限时间观测器1和有限时间观测器2的设计参数；

步骤五、基于设计的有限时间观测器1以及求解出的设计参数对未知输入干扰d进行估计，基于设计的有限时间观测器2以及求解出的设计参数对状态向量ξ进行估计；再根据未知输入干扰d和状态向量ξ的估计结果获得执行器故障的估计结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于有限时间观测器的非线性系统执行器鲁棒故障估计方法，其特征在于，所述步骤一中，建立的非线性系统模型为：

其中，x为系统状态；为x的导数；y为系统输出；A为状态增益矩阵；B为控制输入增益矩阵；u为控制输入；M为非线性函数增益矩阵；g(x,t)为系统非线性函数，t为时间变量；D为未知输入干扰增益矩阵；d为未知输入干扰；E为执行器故障增益矩阵；f_a为系统执行器故障；C为输出增益矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于有限时间观测器的非线性系统执行器鲁棒故障估计方法，其特征在于，所述步骤二中，降阶的子系统模型1为：

降阶的子系统模型2为：

其中，z₁为子系统模型1的状态向量；为z₁的导数；矩阵T为状态向量的线性非奇异变换矩阵，T^-1为矩阵T的逆矩阵，A₁₁为矩阵TAT^-1的第一分块矩阵，A₁₂为矩阵TAT^-1的第二分块矩阵，A₂₁为矩阵TAT^-1的第三分块矩阵，A₂₂为矩阵TAT^-1的第四分块矩阵；B₁为矩阵TB的第一分块矩阵，B₂为矩阵TB的第二分块矩阵；M₁为矩阵TM的第一分块矩阵；g(T^-1z,t)为经过线性非奇异变换后得到的非线性函数；z为经过线性非奇异变换后的状态向量；D₁为矩阵TD的第一分块矩阵，D₂为矩阵TD的第二分块矩阵；S为输出向量的线性非奇异变换矩阵，C₁₁为矩阵SCT^-1的第一分块矩阵，C₂₂为矩阵SCT-1的第二分块矩阵；w₁为子系统模型1的输出向量；z₂为子系统模型2的状态向量；为z₂的导数；w₂为子系统模型2的输出向量；E₂为矩阵TE的第二分块矩阵。