1.一种执行器故障观测器与容错控制器集成设计方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤

步骤1.针对闭环控制系统，并考虑系统噪声干扰，以及执行器故障，则建立被控对象以状态空间模型为基础的具有故障系统模型，具体是：步骤1.1.选取被控对象，构建被控对象状态方程为：n q m h

式中x∈R ，u∈R ，y∈R ，z∈R 分别代表状态，控制输入，系统输出和系统的被控输出，fq m

∈R，d∈R，分别表示执行器故障和传感器扰动，Ac，Bc，C，Cz，Dc1，D2为常数矩阵；

步骤1.2.将被控对象按照传感器的采样周期h离散化：式中：

步骤2.集成故障诊断与容错控制的观测器设计如下：q×n

其中： 表示x(k)的状态估计， 表示故障估计，控制器增益K∈R ，状态n×m q×m

估计增益L∈R ，故障估计增益M∈R 为待设计的参数矩阵；

步骤3.定义状态估计误差 以及故障估计误差和Δf(k)＝f(k+1)‑f(k)，可得T T T T T

步骤4.增广状态变量：ζ(k)＝[x (k) ex(k) ef(k)] ，增广广义干扰：w(k)＝[d (k) ΔT

f(k)]，继而得到增广系统其中：

其中

Iq为q阶单位矩阵；

步骤5.观测器与容错控制器性能设定步骤5.1.为使系统鲁棒稳定，故障估计误差ef(k)对干扰w(k)鲁棒，满足H∞性能指标：其中γe为常数，且有γe＞0，定义Lyapunov函数：由Schur补引理，得：运用Schur补后变为其中I为单位矩阵；

步骤5.2.系统鲁棒稳定，且输出z(k)对干扰具有鲁棒性，即满足H∞范数约束条件：其中γz为常数，且有γz＞0，故选定Lyapunov函数：由Schur补引理，得：运用Schur补后变为步骤6.基于LMI的观测器与容错控制器线性矩阵不等式集成求解T ‑1

步骤6.1.由于G为正定对称矩阵则可知G可逆，设Λ＝diag{GP ,I,I,I}，Ω1和Ω2分别T

左乘Λ和右乘Λ可得：

T ‑1

步骤6.2.由P为正定对称矩阵，G是可逆矩阵，有(P‑G) P (P‑G)≥0成立，展开上式可T ‑1 T T ‑1 T T得：GP G≥‑P+G+G ，不等式左右两端同时乘以‑I，则有‑G P G≤P‑G‑G ，并定义He(X)＝X +X，不等式(1)变为

同理不等式(2)变为

步骤6.3.再定义矩阵运用Schur补，式(3)式(4)变为：其中

且Ip为p阶单位矩阵，Ih为h阶单位矩阵步骤6.4.由于式(7)中存在非线性项 无法进行变量替换，根据松弛矩阵法，得到不等式

其中η为常数，且有η＞0，In为n阶单位矩阵，Ir为r阶单位矩阵，则有步骤6.5.定义 通过LMI工具并利用不等式(5)(6)(8)计算得出状态估计增益 故障估计增益 控制器增益