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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利基于集员估计和Tube MPC的航发执行器容错控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117873042B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-20发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410081379.7，技术领域涉及：G05B23/02；该发明授权基于集员估计和Tube MPC的航发执行器容错控制方法是由孙希明;秦文超;汤文涛;夏卫国设计研发完成，并于2024-01-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于集员估计和Tube MPC的航发执行器容错控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于集员估计和TubeMPC的航发执行器容错控制方法，属于航空发动机系统容错控制领域。首先，设计了一个增广状态观测器来同时估计状态和执行器故障；利用H∞∞和LQR方法分别获得观测器增益和状态反馈增益，使估计误差和控制误差对干扰和噪声具有鲁棒性；此外，通过中心对称多面体分析得到故障的集员估计。然后，根据获得的观测器增益，状态反馈增益和TubeMPC方法设计容错控制器。本发明所设计的容错控制方法能够使得控制器对未知干扰和测量噪声鲁棒，并且基于TubeMPC方法实现在补偿执行器故障的同时保证状态严格满足航空发动机的控制约束条件。

本发明授权基于集员估计和Tube MPC的航发执行器容错控制方法在权利要求书中公布了：1.基于集员估计和TubeMPC的航发执行器容错控制方法，其特征在于，步骤如下： S1建立增广状态，将执行器故障和状态向量形成新的增广状态向量； 离散的系统状态空间模型： ； 其中，,,,,,； 表示k+1时刻的增广状态向量，表示k时刻的故障变化率，表示k时刻的增广状态向量，T表示转置； S2对增广系统构造龙贝格观测器； 所构造的龙贝格观测器： ； 表示k+1时刻的增广状态向量的估计值，表示k时刻的增广状态向量的估计值，L表示龙贝格观测器的增益； S3基于不变集理论对模型进行扰动分离，建立标称模型； S4建立估计误差动态系统和控制误差动态系统； S5利用和LQR方法获得观测器增益L和状态反馈增益K； S6求解最小鲁棒正不变集，即Tube大小；； ； ； 其中，是增广状态估计误差系统的鲁棒正不变集，是增广状态控制误差系统的鲁棒正不变集，S也是一个鲁棒正不变集；W,Ve,H分别为过程干扰，测量噪声和故障变化率所属于的多面体集合；通过反复迭代应用闵可夫斯基和，计算最小鲁棒正不变集集合，进而得到S集合；S7利用中心对称多面体方法求解故障的集员估计； 增广状态的上界和下界的表达式为： ； 其中，； 表示矩阵第i行第j列元素的绝对值； Hk的计算过程由下式给出: ； 最后，故障的上界和下界的表达式为： ； 状态的上界和下界的表达式为： ； 其中，，nx为状态量x的维数，nf为故障的维数； S8求解标准的TubeMPC问题，获得控制输入，将故障的估计值反馈到控制律中进行容错； ； ； 其中，表示成本函数，N表示时域，P，Q，R分别是对应惩罚函数的权重矩阵，都是正定的；表示为等式约束，表示为标称状态约束，表示为标称输入约束，标称系统的初始状态和最终状态分别满足，约束，均为不等式约束； 并在每个时刻求解，利用求解得到的控制序列的第一个量作为控制输入； 真实控制律设计如下： ； 其中，表示k时刻的标称系统的输入，K表示状态反馈增益，表示k时刻的增广状态控制误差，表示k时刻的故障估计值； 将计算得到的uk输入系统并执行。

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