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专利号: 2024109521991
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直流变换器容错控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:预先搭建直流变换器系统,并根据直流变换器系统的切换特性建立与其相应的数学模型;

步骤二:设计自适应观测器对直流变换器系统的状态和电压源故障进行估计;

步骤三:设计状态反馈容错控制器以实现容错控制性能;

步骤一中,所建立的数学模型为切换仿射系统数学模型,所述切换仿射系统数学模型的表达式如下:;

其中, ,表示直流变换器系统的状态; ,表示控制输入; ,表示量测输出; ,为仿射项; ,代表直流变换器的电压源故障;

,代表扰动且属于 , 表示无穷范数; 为切换信号,在 个可用子系统中进行选择; 、 分别表示具有合适维数的系统常数矩阵;

步骤二中,所述自适应观测器的表达式如下:;

其中, 为学习率; 为待设计的矩阵; 和 分别为 和的估计值; 表示自适应观测器的控制增益。

2.根据权利要求1所述的一种直流变换器容错控制方法,其特征在于:步骤二中,通过设计自适应观测器对直流变换器系统的状态和电压源故障进行估计,现将直流变换器系统状态估计误差和故障估计误差定义为: , ,和 ,则得到如下的直流变换器系统状态估计误差和故障估计误差描述:

其中, 表示系统状态估计误差, 表示故障估计误差。

3.根据权利要求2所述的一种直流变换器容错控制方法,其特征在于:步骤三中,所得到的状态反馈容错控制器的表达式如下:;

其中, 为控制输入, 表示待设计的控制器增益矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种直流变换器容错控制方法,其特征在于,还包括步骤四:使直流变换器系统形成闭环系统,对闭环系统进行增益分析,以求得直流变换器系统实际指数稳定的条件,并求得观测器增益矩阵和控制器增益矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种直流变换器容错控制方法,其特征在于:所述步骤一至步骤三基于直流变换器容错控制系统实现,所述直流变换器容错控制系统包括模型搭建模块和直流变换器试验仿真系统,其中所述直流变换器试验仿真系统包括观测器子模块和容错控制子模块;

所述模型搭建模块用于搭建直流变换器系统和搭建与直流变换器系统相应的数学模型;所述观测器子模块用于为直流变换器系统设计自适应观测器;所述容错控制子模块用于为直流变换器系统设计状态反馈容错控制器。

6.根据权利要求5所述的一种直流变换器容错控制方法,其特征在于:所述直流变换器容错控制系统还包括增益分析模块,所述增益分析模块用于对直流变换器系统形成的闭环系统进行增益分析。