[发明专利]一种基于ADRC的HMM故障预测系统

摘要

本发明涉及一种基于ADRC的HMM故障预测系统，其中，包括：跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性误差反馈控制器以及被控对象，系统输入信号v(t)作为跟踪微分器输入，扩张状态观测器输入为被控对象输出量y以及b0u，非线性误差反馈控制器采用PID反馈控制，非线性误差反馈控制器利用跟踪微分器和扩张状态观测器的输出，以得到系统的状态误差，被控对象确定的加速度部分f0(x1,x2)以及系统未知部分，包括系统未建模部分和扰动部分w(t)，u为控制输入。本发明在于当系统模型存在未知部分的情况下，也能根据已知部分设计完整的扩张状态观测器(ESO)控制参数。充分利用已有的系统模型原理，提取出更精确的特征进行故障预测。

主权项

1.一种基于ADRC的HMM故障预测系统，其特征在于，包括：跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性误差反馈控制器以及被控对象，系统输入信号v(t)作为跟踪微分器输入，跟踪微分器有两个输出信号z11和z12，其中z11跟踪输入信号v，而z12是v的微分，参数r为可调参数，用于调整跟踪速度，函数fst为最优控制函数，包括：扩张状态观测器输入为被控对象输出量y以及b0u，写成如下的状态方程形式：其中wr是外部扰动，函数f0(z21,z22)是完全未知或含有不确定性的系统函数，u为控制输入,对应的输出观测变量为Z21、Z22以及Z23，βi、αi、δ为可调参数；非线性函数fal定义如下:非线性误差反馈控制器采用PID反馈控制，非线性误差反馈控制器利用跟踪微分器和扩张状态观测器的输出，以得到系统的状态误差εi：构成系统状态误差反馈的非线性组合：u0＝k1fal(ε1，a1，δ)+k2fal(ε2，a2，δ)   (5)；式中βi、α以及δ为可调参数，非线性误差反馈控制器的输出为u0；非线性函数fal定义如下：利用状态误差反馈的非线性组合和模型与外扰的补偿z23，构成系统的控制量：u＝u0‑z23/b0   (7)；被控对象确定的加速度部分f0(x1,x2)以及系统未知部分，包括系统未建模部分和扰动部分w(t)，u为控制输入，对应的状态方程为：