搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于迭代学习的离散切换系统故障估计

曹伟 郭媛 孙明

引用本文:
Citation:

基于迭代学习的离散切换系统故障估计

曹伟, 郭媛, 孙明

Fault estimation for discrete switched system based on iterative learning

Cao Wei, Guo Yuan, Sun Ming
PDF
导出引用
  • 针对一类具有任意切换序列的离散切换系统的故障估计问题,提出了一种新的故障估计算法. 该算法利用引入的虚拟故障信号构建出故障估计器,并利用残差信号通过迭代学习方法对引入的虚拟故障进行逐次修正,使虚拟故障随着迭代次数的增加逐渐逼近实际故障. 利用压缩映射方法严格证明了算法在各个子区间上的收敛性,给出了算法的收敛条件. 理论分析表明,所提算法能够在有限区间上精确估计出切换系统发生的不同类型故障. 最后通过仿真实验进一步验证了所提算法的有效性.
    Aiming at the problem of fault estimation in a class of time-varying discrete switched system with arbitrary sequence, in this paper we propose a novel fault estimation algorithm. The algorithm uses the introduced virtual fault signal to construct fault estimator, and uses the residual signal to modify the introduced virtual fault step by step through using the iterative learning method and making the virtual fault gradually approach to the actual fault by increasing the iterative number. The convergence of the algorithm in each subinterval is strictly proven by the use of contraction mapping method, and the convergent condition of the algorithm is provided. Theoretical analyses indicate that the proposed algorithm can estimate different types of faults occurring in a switched system accurately in a finite interval. Finally, the validity of the algorithm is verified by simulations.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61100103)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61100103).
    [1]

    Cai X J, Wu F 2011 J. Syst. Engineer. Electron. 22 52

    [2]

    Zhong M Y, Ding S X, Ding E L 2010 Automatica 46 1395

    [3]

    Liu H, Song Y R, Fan C X, Jaing G P 2010 Chin. Phys. B 19 070508

    [4]

    Wu Z Q, Yang Y, Xu C H 2013 Acta Phys. Sin. 62 150507(in Chinese)[吴忠强, 杨阳, 徐纯华 2013 物理学报 62 150507]

    [5]

    Zhao Y Y, Jiang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 110206(in Chinese)[赵岩岩, 蒋国平 2011 物理学报 60 110206]

    [6]

    Zhong M Y, Liu S, Zhao H H 2008 Acta Autom. Sin. 34 1529

    [7]

    Zhang K, Jiang B, Shumsky A 2009 Acta Autom. Sin. 35 85

    [8]

    Li Juan, Zhao Y G, Yu Yang, Zhang P, Gao H W 2012 Acta Autom. Sin. 38 858(in Chinese)[李娟, 赵友刚, 于洋, 张鹏, 高洪伟 2012 自动化学报 38 858]

    [9]

    Arimoto S, Kawamura S, Miyazaki F 1984 J. Robo. Syst. 1 123

    [10]

    Sun M X, Wang D W 2003 IEEE Trans. Autom. Control 48 144

    [11]

    Freeman C T, Cai Z L, Rogers E 2011 IEEE Trans. Control Syst. Technol. 19 590

    [12]

    Son T D, Ahn H S, Moore K L 2013 Automatica 49 1465

    [13]

    He X X, Qin Z H, Zhang D 2012 Control Theory & Applications 29 1038(in Chinese)[何熊熊, 秦贞华, 张端 2012 控制理论与应用 29 1038]

    [14]

    Gao L, Liu X M, Gu X S 2010 Control and Decision 25 1173(in Chinese)[高林, 刘喜梅, 顾幸生 2010 控制与决策 25 1173]

    [15]

    Yan B Y, Tian Z H, Shi S J 2009 Control and Decision 24 0133(in Chinese)[颜秉勇, 田作华, 施颂椒 2009 控制与决策 24 0133]

    [16]

    Cao W, Sun M 2012 Control Theory & Applications 29 1495(in Chinese)[曹伟, 孙明 2012 控制理论与应用 29 1495]

    [17]

    Wu L F, Guan Y, Liu Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 110510(in Chinese)[吴立峰, 关永, 刘勇 2013 物理学报 62 110510]

    [18]

    Jia X C, Zheng L H, Chi X B, Zhang D W 2009 Acta Autom. Sin. 35 1476(in Chinese)[贾新春, 郑利红, 池小波, 张大伟 2009 自动化学报 35 1476]

    [19]

    Gao F R, Yang Y, Shao C 2001 Chem. Engineer. Sci. 56 7025

    [20]

    Hou Z S, Xu J X, Yan J W 2008 Transport. Res. C 16 71

    [21]

    Lin H, Antsaklis P 2009 IEEE Trans. Autom. Control 54 1

    [22]

    Cheng D, Guo L, Lin Y 2005 IEEE Trans. Autom. Control 50 661

    [23]

    Pu X H, Hou Z S, Yu F S 2012 Control Theory & Applications 29 1051(in Chinese)[卜旭辉, 侯忠生, 余发山 2012 控制理论与应用 29 1051]

    [24]

    Cao W, Sun M 2014 Acta Phys. Sin. 63 020201(in Chinese)[曹伟, 孙明 2014 物理学报 63 020201]

    [25]

    Wang D, Wang W, Shi P 2009 IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part B: Cybernetics 39 800

    [26]

    Wang D, Shi P, Wang W 2010 IET Control Theory Appl. 4 100

    [27]

    Yin S, Luo H, Ding S 2014 IEEE Trans. Industrial Electron. 61 2402

    [28]

    Yin S, Ding S X, Haghani A 2012 J. Process Control 22 1567

    [29]

    Yin S, Ding S X, Haghani A, Hao H Y 2013 Int. J. Syst. Sci. 44 1366

    [30]

    Yin S, Wang G, Karimi H R 2013 J. Mech. 2013 9

  • [1]

    Cai X J, Wu F 2011 J. Syst. Engineer. Electron. 22 52

    [2]

    Zhong M Y, Ding S X, Ding E L 2010 Automatica 46 1395

    [3]

    Liu H, Song Y R, Fan C X, Jaing G P 2010 Chin. Phys. B 19 070508

    [4]

    Wu Z Q, Yang Y, Xu C H 2013 Acta Phys. Sin. 62 150507(in Chinese)[吴忠强, 杨阳, 徐纯华 2013 物理学报 62 150507]

    [5]

    Zhao Y Y, Jiang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 110206(in Chinese)[赵岩岩, 蒋国平 2011 物理学报 60 110206]

    [6]

    Zhong M Y, Liu S, Zhao H H 2008 Acta Autom. Sin. 34 1529

    [7]

    Zhang K, Jiang B, Shumsky A 2009 Acta Autom. Sin. 35 85

    [8]

    Li Juan, Zhao Y G, Yu Yang, Zhang P, Gao H W 2012 Acta Autom. Sin. 38 858(in Chinese)[李娟, 赵友刚, 于洋, 张鹏, 高洪伟 2012 自动化学报 38 858]

    [9]

    Arimoto S, Kawamura S, Miyazaki F 1984 J. Robo. Syst. 1 123

    [10]

    Sun M X, Wang D W 2003 IEEE Trans. Autom. Control 48 144

    [11]

    Freeman C T, Cai Z L, Rogers E 2011 IEEE Trans. Control Syst. Technol. 19 590

    [12]

    Son T D, Ahn H S, Moore K L 2013 Automatica 49 1465

    [13]

    He X X, Qin Z H, Zhang D 2012 Control Theory & Applications 29 1038(in Chinese)[何熊熊, 秦贞华, 张端 2012 控制理论与应用 29 1038]

    [14]

    Gao L, Liu X M, Gu X S 2010 Control and Decision 25 1173(in Chinese)[高林, 刘喜梅, 顾幸生 2010 控制与决策 25 1173]

    [15]

    Yan B Y, Tian Z H, Shi S J 2009 Control and Decision 24 0133(in Chinese)[颜秉勇, 田作华, 施颂椒 2009 控制与决策 24 0133]

    [16]

    Cao W, Sun M 2012 Control Theory & Applications 29 1495(in Chinese)[曹伟, 孙明 2012 控制理论与应用 29 1495]

    [17]

    Wu L F, Guan Y, Liu Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 110510(in Chinese)[吴立峰, 关永, 刘勇 2013 物理学报 62 110510]

    [18]

    Jia X C, Zheng L H, Chi X B, Zhang D W 2009 Acta Autom. Sin. 35 1476(in Chinese)[贾新春, 郑利红, 池小波, 张大伟 2009 自动化学报 35 1476]

    [19]

    Gao F R, Yang Y, Shao C 2001 Chem. Engineer. Sci. 56 7025

    [20]

    Hou Z S, Xu J X, Yan J W 2008 Transport. Res. C 16 71

    [21]

    Lin H, Antsaklis P 2009 IEEE Trans. Autom. Control 54 1

    [22]

    Cheng D, Guo L, Lin Y 2005 IEEE Trans. Autom. Control 50 661

    [23]

    Pu X H, Hou Z S, Yu F S 2012 Control Theory & Applications 29 1051(in Chinese)[卜旭辉, 侯忠生, 余发山 2012 控制理论与应用 29 1051]

    [24]

    Cao W, Sun M 2014 Acta Phys. Sin. 63 020201(in Chinese)[曹伟, 孙明 2014 物理学报 63 020201]

    [25]

    Wang D, Wang W, Shi P 2009 IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part B: Cybernetics 39 800

    [26]

    Wang D, Shi P, Wang W 2010 IET Control Theory Appl. 4 100

    [27]

    Yin S, Luo H, Ding S 2014 IEEE Trans. Industrial Electron. 61 2402

    [28]

    Yin S, Ding S X, Haghani A 2012 J. Process Control 22 1567

    [29]

    Yin S, Ding S X, Haghani A, Hao H Y 2013 Int. J. Syst. Sci. 44 1366

    [30]

    Yin S, Wang G, Karimi H R 2013 J. Mech. 2013 9

  • [1] 曹伟, 郭媛, 孙明. 一类离散时间广义系统的迭代学习控制. 物理学报, 2016, 65(12): 120201. doi: 10.7498/aps.65.120201
    [2] 王月娥, 吴保卫, 汪锐. 切换系统的异步镇定: 相邻模型依赖平均驻留时间. 物理学报, 2015, 64(5): 050201. doi: 10.7498/aps.64.050201
    [3] 张耀利, 吴保卫, 王月娥, 韩晓霞. 切换奇异系统的有限时间稳定. 物理学报, 2014, 63(17): 170205. doi: 10.7498/aps.63.170205
    [4] 李清都, 郭建丽. 切换系统Lyapunov指数的算法及应用. 物理学报, 2014, 63(10): 100501. doi: 10.7498/aps.63.100501
    [5] 曹伟, 孙明. 时变离散切换系统的迭代学习控制. 物理学报, 2014, 63(2): 020201. doi: 10.7498/aps.63.020201
    [6] 周小勇, 乔晓华, 朱雷, 刘素芬. 一类关联混沌系统及其切换与内同步机理研究. 物理学报, 2013, 62(19): 190504. doi: 10.7498/aps.62.190504
    [7] 张晓芳, 周建波, 张春, 毕勤胜. 非线性切换系统的动力学行为分析. 物理学报, 2013, 62(24): 240505. doi: 10.7498/aps.62.240505
    [8] 吴立锋, 关永, 刘勇. 分段线性电路切换系统的复杂行为及非光滑分岔机理. 物理学报, 2013, 62(11): 110510. doi: 10.7498/aps.62.110510
    [9] 高超, 毕勤胜, 张正娣. 一个跃变电路切换系统的振荡行为及分岔机理分析. 物理学报, 2013, 62(2): 020504. doi: 10.7498/aps.62.020504
    [10] 余跃, 张春, 韩修静, 毕勤胜. 两子系统在周期切换连接下的振荡行为及其机理. 物理学报, 2012, 61(20): 200507. doi: 10.7498/aps.61.200507
    [11] 吴天一, 张正娣, 毕勤胜. 切换电路系统的振荡行为及其非光滑分岔机理. 物理学报, 2012, 61(7): 070502. doi: 10.7498/aps.61.070502
    [12] 高在瑞, 沈艳霞, 纪志成. 离散时间切换广义系统的一致有限时间稳定性. 物理学报, 2012, 61(12): 120203. doi: 10.7498/aps.61.120203
    [13] 马新东, 毕勤胜. 切换电路系统的复杂行为及其机理. 物理学报, 2012, 61(24): 240506. doi: 10.7498/aps.61.240506
    [14] 刘扬正, 林长圣, 李心朝. 切换统一混沌系统族. 物理学报, 2011, 60(4): 040505. doi: 10.7498/aps.60.040505
    [15] 刘扬正, 林长圣, 王忠林. 新的切换四涡卷超混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2010, 59(12): 8407-8413. doi: 10.7498/aps.59.8407
    [16] 刘扬正, 姜长生. 关联可切换超混沌系统的构建与特性分析. 物理学报, 2009, 58(2): 771-778. doi: 10.7498/aps.58.771
    [17] 刘扬正, 姜长生, 林长圣. 一类关联混沌系统的分时切换混沌同步. 物理学报, 2008, 57(2): 709-713. doi: 10.7498/aps.57.709
    [18] 刘扬正, 姜长生, 林长圣. 一类四维混沌系统切换混沌同步. 物理学报, 2007, 56(2): 707-712. doi: 10.7498/aps.56.707
    [19] 刘扬正, 姜长生, 林长圣, 孙 晗. 四维切换超混沌系统. 物理学报, 2007, 56(9): 5131-5135. doi: 10.7498/aps.56.5131
    [20] 刘扬正, 姜长生, 林长圣, 熊 星, 石 磊. 一类切换混沌系统的实现. 物理学报, 2007, 56(6): 3107-3112. doi: 10.7498/aps.56.3107
计量
  • 文章访问数:  9172
  • PDF下载量:  496
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-09
  • 修回日期:  2014-03-23
  • 刊出日期:  2014-09-05

/

返回文章
返回