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公开(公告)号：CN119882438A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202510037609.4
申请日：2025-01-09
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种针对同时含有未知传感器故障和输出信号约束的互联非线性系统分散式容错镇定控制方法，包括：以同时含有未知传感器故障和输出信号约束情形下的互联非线性系统为研究对象并建立数学模型；建立所施加的传感器故障和输出信号约束模型；通过构造一种障碍函数处理输出信号约束问题，设计了一种结构新颖的虚拟控制器、实际控制器和自适应参数更新律解决了传感器故障的容错镇定控制问题。本发明可以在互联非线性系统同时含有未知传感器故障和输出信号约束的情况下消除传感器故障对系统的不利影响，并保证系统的输出满足预先给定的约束要求。最后，通过数值仿真研究验证了控制方案的实用性和有效性。
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公开(公告)号：CN108762069B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201810432605.6
申请日：2018-05-08
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种刚性航天器姿控系统飞轮故障辨识与调节方法，解决了航天器姿控系统存在执行器或称反作用飞轮效率损失故障和控制输入饱和情况下的容错控制方案设计难题。针对故障姿态系统设计了滑模故障估计观测器，通过所设计的自适应参数更新算法，获得执行器效率损失故障的估计值。然后，设计出一个采用滑模控制方案的姿态容错控制器，它可以保证执行器效率损伤故障和控制输入饱和都存在情况下的闭环姿态系统渐近稳定。最后仿真验证了本专利的容错方法有效性。本发明可使刚性航天器姿态系统在发生执行器效率损失故障和控制输入饱和的情况下姿态稳定，同时充分考虑了刚性航天器模型的不确定性和外部扰动对其本身造成的影响。
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公开(公告)号：CN106094514B
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201610394941.7
申请日：2016-06-06
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于动态输出反馈控制的柔性航天器主动容错控制方法，属于航天器姿态控制领域。首先将柔性航天器姿态控制系统的动力学方程转化为一般的状态空间方程，其次建立出现加性传感器测量偏移的故障模型，再建立未知输入观测器和滤波器组成的故障检测与辨识模块，对未知的传感器故障进行实时检测和在线估计，最后利用获得的故障估计信息设计基于动态输出反馈的容错控制器。本发明可以使柔性航天器在发生加性传感器测量偏移故障时能够正常的达到所期望的姿态，同时在设计的过程中考虑了建模不确定和柔性附件产生的扰动对系统造成的影响，并且故障诊断与辨识模块与容错控制器可以单独设计，更加易于工程实现。
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公开(公告)号：CN107703742A
公开(公告)日：2018-02-16
申请号：CN201710797538.3
申请日：2017-09-06
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种柔性航天器传感器故障调节方法，属于航空航天飞行控制技术领域。传感器故障调节方法主要由故障估计模块和容错控制器组成，利用滤波器和自适应观测器构成故障估计模块；利用故障估计信息和传感器输出信号，结合自适应积分滑模控制技术建立容错控制器，通过Lyapunov稳定性理论，证明系统在出现传感器故障情况下的渐近稳定性；最后，仿真实验结果证明了本发明所提出方法的有效性。本发明解决了柔性航天器运行过程中出现传感器测量偏移故障时的容错控制问题，实现在传感器故障情况下对姿态角的准确控制，使系统对故障具有强容忍能力；同时，该方法设计过程中充分考虑了航天器参数不确定和柔性附件产生的扰动，适于工程应用。
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公开(公告)号：CN108628167A
公开(公告)日：2018-10-09
申请号：CN201810432639.5
申请日：2018-05-08
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了基于自适应分配技术的飞行控制系统的容错控制方法，首先将跟踪误差的积分引入到已建立的有执行器故障的线性模型之中，得到增广系统；其次引入虚拟输入，利用重分配技术对控制输入进行了最优分配；最后利用模型参考自适应在无故障和有故障的情况下设计了容错控制方案，其中在有故障情况下，引入了滤波回归矩阵，加快了自适应的速率。本发明可以使飞行器在执行器发生多种未知故障的情况下能够正常快速的跟踪所期望的姿态。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107831774A
公开(公告)日：2018-03-23
申请号：CN201710854604.6
申请日：2017-09-20
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应PI控制的刚体卫星姿态系统被动容错控制方法。首先建立刚性卫星的姿态动力学模型和运动模型,然后在刚性卫星执行器发生故障的情况下建立其数学模型，最后在反演控制的框架下，设计了一种具有自适应增益的PI控制器。该PI增益由两部分组成，一部分是恒定的，另一部分是时变的。恒定部分由设计者灵活确定，时变部分由自适应算法自动调整。此外，P-增益与I-增益成比例，而不是独立的传统PI控制，其性能优于传统的常值增益PI控制。采用本发明中设计的容错控制器可以使系统对故障具有容忍能力，保证了系统的稳定性，使卫星可以快速准确地跟踪上期望的姿态指令。
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公开(公告)号：CN106094514A
公开(公告)日：2016-11-09
申请号：CN201610394941.7
申请日：2016-06-06
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明公开了基于动态输出反馈控制的柔性航天器主动容错控制方法，属于航天器姿态控制领域。首先将柔性航天器姿态控制系统的动力学方程转化为一般的状态空间方程，其次建立出现加性传感器测量偏移的故障模型，再建立未知输入观测器和滤波器组成的故障检测与辨识模块，对未知的传感器故障进行实时检测和在线估计，最后利用获得的故障估计信息设计基于动态输出反馈的容错控制器。本发明可以使柔性航天器在发生加性传感器测量偏移故障时能够正常的达到所期望的姿态，同时在设计的过程中考虑了建模不确定和柔性附件产生的扰动对系统造成的影响，并且故障诊断与辨识模块与容错控制器可以单独设计，更加易于工程实现。
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公开(公告)号：CN118672135A
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202410657932.7
申请日：2024-05-24
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明研究了宏观微观复合定位台的快速减振问题，将宏观微观复合定位系统建模为非严格反馈互联非线性系统，解决了输入量化带来的困难，并设计了一种新的自适应控制方案，无需估计量化器参数和时变有效因子的下界。再结合反演控制技术，设计出最终的控制器。本发明提出了一种不需要估计下界的新型控制方案，使得控制器独立于量化器的参数，并允许他们自由改变。同时本发明引入了可描述性能函数来解决输出约束问题。通过实际应用的系统仿真研究，验证了该发明控制方案的实用性和有效性。
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公开(公告)号：CN118672134A
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202410657869.7
申请日：2024-05-24
Applicant: 南京邮电大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本文针对一类具有执行器故障和全状态约束的非线性倒立摆系统，提出了一种基于强化学习技术的控制方案。该方案基于自适应动态规划方法。从故障观测器获得的估计执行器故障被用来构建一个改进的性能指标函数。利用该性能指标函数，可以将容错控制问题转化为最优控制问题。同时，考虑到全状态约束的影响，设计了一个对数型壁垒李雅普诺夫函数来解决约束问题。利用策略迭代法，通过构造一个评判者神经网络来求解哈密顿‑雅可比‑贝尔曼方程。李亚普诺夫稳定性定理保证了闭环系统是一致有界的。通过理论分析和仿真相结合的方法，最终验证了其有效性。
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公开(公告)号：CN111806728B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202010498451.8
申请日：2020-06-04
Applicant: 南京邮电大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开了一种具有执行器饱和的航天器多智能体姿态同步容错控制方法，包括如下步骤：建立航天器多智能体的动力学模型；建立航天器多智能体跟踪误差系统形式；建立执行器故障的统一模型；在故障发生的情况下，建立增广系统；基于建立的增广系统模型，建立未知输入观测器和自适应率，获取实时故障估计信息；根据实时故障估计信息，设计容错控制器；通过容错控制器，当系统控制输入存在饱和的时候，获得到饱和值，设计航天器的姿态控制律。本发明可以使航天器多智能体在执行器发生故障和饱和的情况下能够正常快速的跟踪领航航天器的姿态，并实现同步飞行。
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