

上海底特精密紧固件股份有限公司
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重构容错控制紧固件问题的提出考虑所示质量弹簧系统:一质量m的物体悬挂于一上端固定的自锁螺母弹簧上。弹簧的弹性系数为k,原始长度为l0。距固定点h以下是粘度系数为c的流体。在没有任何外力的情况下,质量m停留在距固定点l处,即l=mg/k+l0。现对质量m施加一控制力Fc,使其按一定规律和要求运动。控制目标是:1)使质量m按的轨迹运动,即质量m从p1→p2→p3→p4→p1往复运动;2)能容错对象中的弹簧断裂故障(k=0)。
质量弹簧系统在正常工作状况下(无故障),质量m的线性动态由以下两个微分方程描述:无阻尼(流体外)myb+ky=Fc,y≤ys(1)有阻尼(流体内)myb+cya+ky=Fc,y≥ys(2)其中,ys是流体表面位置的临界值,即质量m进入或离开流体表面的那一点。该临界值把系统动态空间划分为两个不同的区域。在每个区域内,其模型是线性时不变的(LTI),但从一个区域(模型)瞬变到另一区域时,对象动态特征存在突变或不连续性。
设对象在工作中发生弹簧断裂故障,此时系统动态用以下两个微分方程描述:有故障无阻尼模型myb=Fc,y≤ys(3)有故障有阻尼模型myb+cya=Fc,y≥ys(4)上面描述的质量弹簧系统是一非线性复杂系统,需用4个不同的模型(结构)描述,且系统从一种结构转变为另一结构时,系统动态发生突变。传统的控制系统设计方法是基于一个确定模型或缓变适应模型,不满足本系统多模态和突变的条件,因此需要重构和容错控制设计方法。这个例子可作为重构容错控制的试验平台。
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