[发明专利]基于平均驻留时间切换的状态反馈切换控制器设计方法

权利要求书

1.一种基于平均驻留时间切换的状态反馈切换控制器设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：针对被控对象的每种故障进行建模，得到对应的子系统模型；

步骤2：根据故障因子设定容错控制器切换面的位置，衰减指数的上限值、下限值和步长值，平均留驻时间参数的上限值、下限值和步长值，并设定H_∞参数指标的初始值作为存储值；

步骤3：根据待求解控制器形式，设定待求解矩阵和Lyapunov函数矩阵，并根据有界实引理构建线性矩阵不等式；

步骤4：在衰减指数和平均留驻时间参数的上下限范围内，按照步长值增加衰减指数和平均留驻时间参数的值，得到待求解矩阵和H_∞参数指标；如果得到的H_∞参数指标小于存储值，则更新H_∞参数指标，并存储求解矩阵、衰减指数和平均留驻时间参数；否则舍弃该H_∞参数指标；

步骤5：求解平均留驻时间和控制器矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于平均驻留时间切换的状态反馈切换控制器设计方法，其特征在于，所述子系统模型为：

z＝C₁x+D₁₁ω+D_12,iF(ρ)u,

y＝C₂x+D₂₁ω,

其中，x∈R_n为系统状态；为被控输出；为扰动输入；为量测输出；为控制输入；是故障参数向量，ρ∈Ω_ρ且其导数变化率F(ρ)为子系统中故障因子矩阵；A为子系统中状态方程中状态增益；B₁为子系统中状态方程中扰动输入增益；B_2,i为子系统中状态方程中控制输入增益；C₁为子系统中被控输出方程中状态增益；D₁₁为子系统中被控输出方程中扰动输入增益，D_12,i为子系统中被控输出方程中控制输入增益；C₂为子系统中量测输出方程中状态增益；D₂₁为子系统中量测输出方程中扰动输入增益。

3.根据权利要求2所述的基于平均驻留时间切换的状态反馈切换控制器设计方法，其特征在于，所述故障因子矩阵为：

其中，T₀为故障发生的时刻；ρ_i为故障因子，ρ_i(t-T_0，i)为T_0，i的函数，表示故障对控制输入的影响。

4.根据权利要求1或3所述的基于平均驻留时间切换的状态反馈切换控制器设计方法，其特征在于，所述故障因子为：

其中，a_i为待确定的故障衰减率，且a_i＞0；T_0，i为故障发生的时刻；ρ_i为故障因子；t为系统运行的时间。

5.根据权利要求1所述的基于平均驻留时间切换的状态反馈切换控制器设计方法，其特征在于，所述衰减指数大于0；所述平均留驻时间参数大于1；步长值大于0；H_∞参数指标的初始值大于0。