技术特征：
1.一种基于全局滑模的自适应容错控制器设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：针对发电机侧扰动问题，在控制器中采用固定增益与自适应增益相结合的方式；基于全局滑模观测器的自适应容错控制的发电机侧控制器的输出表达式如公式(16)所示：式中，k
a0
与k
a1
分别为固定增益与自适应增益，并设计自适应增益表达式如公式(17)所示：式中，k
a2
与k
a3
均为常数，并且满足k
a2
＞k
a3
＞0；μ为大于0的常数；ε为正数；步骤2：为避免控制器u
f
的输出过大，应对自适应增益k
a1
进行限幅，限幅环节如公式(18)所示：k
min
＜k
a1
＜k
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)；步骤3：对负荷侧控制器的故障程度进行自适应估计，以补偿控制器故障对系统的影响；设为λ的估计值，令首先选取如下候选lyapunov函数v2：对v2求导得其中，负荷侧控制器发生故障时，控制器故障的数学模型如下式所示式中，u
in
为系统所接收到的控制信号，u
h
为控制器的理想输出信号，λ为控制器故障导致的输出幅值损失程度，1≥λ≥0，λ越小表示控制器输出幅值损失程度越高；λ＝1表示负荷侧控制器无故障，λ＝0表示负荷侧控制器完全故障；将u
in
代入后得若要使则应为步骤4：为改善负荷侧控制器的动态特性，提高控制器跟踪精度，将此自适应故障估计的表达式进行变换，变换结果如公式(23)所示：
式中，k
b2
、k
b3
、k
b4
与η1、η2均为常数，且满足k
b2
＞k
b3
＞k
b4
、η1＞η2＞0；步骤5：为避免控制器u
n
输出的过大，应对自适应故障估计进行限幅，限幅环节如公式(24)所示：结合式(13)和式(23)-(24)基于全局滑模观测器的负荷侧容错控制器u
n
输出如公式(25)所示：步骤6：重新选取lyapunov函数v3，其表达式如公式(26)所示：当系统状态变量逐渐接近预定轨道时，即当|s1|＜μ时，对v3进行求导，其结果如公式(27)所示：对上式进行化简后得进一步化简得上式最终化为步骤7：当系统状态变量逐渐远离预定轨道时，即当|s1|≥μ时，对v3进行求导，其求导结果为由(1)-(31)知，基于全局滑模观测器的自适应容错控制的发电机侧控制器的表达式如下：
技术总结
本发明公开了一种基于全局滑模的自适应容错控制器设计方法，属于控制技术领域。本发明考虑了发电机侧遭受扰动与负荷侧控制器故障的情况，为减少系统在扰动下的最大偏差与稳态误差并补偿控制器故障导致的输出幅值损失，设计了基于全局滑模的自适应容错控制器；仿真结果表明，本发明控制器能消除系统的混沌状态，当系统分别遭受传输故障、阶跃扰动以及控制器故障时，系统在基于自适应全局滑模的容错控制器的作用下，均能有效收敛至目标轨道；系统的最大偏移及稳态误差均较小。统的最大偏移及稳态误差均较小。统的最大偏移及稳态误差均较小。
技术研发人员：于永进 杨洋 陈旭 王伟琦 毕华坤 王昊
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/3/7