故障估计下子空间预测控制的仿射设计.pdfVIP

第 20卷 第 l2期 电 光 与 控 制 VoI．20 No．12 2013年 l2月 ElectronicsOptics＆Control Dec．2013 doi：10．3969／j．issn．1671—637X．2013．12．008 故障估计下子空间预测控制的仿射设计 王建宏 (景德镇陶瓷学院机电学院，江西 景德镇 333403) 摘 要：根据闭环系统的输入 一输出观测数据，采用直接设计的方法估计故障，并设计预测控制器，而无需建立系统 和故障的状态空间模型。对于故障的估计，利用闭环系统中输入一输出关系建立一个参数化的最小二乘问题。在施 加故障的上下限约束条件下，采用快速梯度算法来估计故障。在故障估计的基础上，引入子空间预测控制的思想，考 虑控制输入为仿射形式下的控制器设计。借助分离性原理，采用相互迭代的最速下降法求解仿射形式中的仿射项和 增益项。最后以直升机悬停状态为例，验证方法的有效性。 关键词：故障估计；子空间预测控制；仿射控制器；迭代算法 中图分类号 ：V271．4；TP273 文献标志码：A 文章编号：1671—637X(2013)12—0031—06 AffineDesignofSubspacePredictiveControl UnderFaultEstimation WANGJianhong (SchoolofMechanicalandElectronicEngineering,JingdezhenCeramicInstitute,Jingdezhen333403，China) Abstract：A new directdesignmethodwasusedbasedonclosedloopinput—outputmeasureddataforfault estimation，andcontrollersweredesignedwithoutsettingupastatespacemodelofrthefaultandsystem．An input—outputrelationshipoftheclosedloopsystem wasusedtoparameterizealeastsquareproblem ofrfault estimation．Whenimposingthelowerandupperboundsconsrtainconditionson thefaults，thefastgradient methodwasappliedtosolveit．Onbasisofthefaultestimations，aconceptofthesubspacepredictivecontrol wasintroducedtoconsiderhow todesignhtecontrollerwhen thecontrolinputshavehteaffineforms．The mutuallyiterativesteepestdescentmethodwasusedtoobtainsomeaffinetermsandgaintemr s，accordingto htesepraableprinciple．Finallyhteeffectivenessofhtemethodwasdemonstratedbyanexampleofhelicopter inhoveringstate． Keywords：faultestimation；subspacepredictiveconrtol；affinecontroller；iterativealgorithm 的输入一输出数据对中获取。 0 引言 子空间预测控制是一种无模型预测控制方法 ， 基于模型的故障估计和预