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龙图腾网获悉辽宁石油化工大学申请的专利具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿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：CN116679553B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10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：202310850834.0，技术领域涉及：G05B13/02；该发明授权具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿容错控制方法是由施惠元;杨辰;苏成利;彭博;左兰双;李平设计研发完成，并于2023-07-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿容错控制方法在说明书摘要公布了：具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿容错控制方法，属于工业过程的先进控制领域，包括以下步骤：步骤一：将水箱液位控制系统建立为具有不确定性、时变时滞、部分执行器故障和高阶非线性部分的状态空间模型；步骤二：设计时滞系统的鲁棒容错控制器；步骤三：设计前一时刻未建模动态补偿容错控制器；步骤四：设计未建模动态增量补偿容错控制器。该方法为存在时变时滞、参数不确定性、部分执行器故障和强非线性的水箱液位控制提出了全新的方案，融合数据驱动、信号补偿和一步最优原理尽可能消除系统跟踪误差，使输出更好的跟踪设定值。

本发明授权具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿容错控制方法在权利要求书中公布了：1.具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿容错控制方法，其特征在于: 首先，设计时滞系统的鲁棒容错控制器，引入如下性能指标： 1 式中，表示在k时刻基于增量式模型的k+i时刻的状态预测值，表示在k时刻使性能指标成立的输入序列在k+i时刻的预测值，Q和R为控制器加权矩阵，为系统不确定性的统一矩阵，为系统不确定性的状态矩阵，为依赖于离散时刻k的不确定摄动； 根据李雅普诺夫定理和舒尔补引理，如果存在已知标量，未知对称正矩阵未知矩阵和未知标量，使得如下LMI条件成立，可得被控系统是渐近稳定的； 2 式中，，，，*表示矩阵对称位置元素的转置，，LMI中元素如下所示： ，，，， ， ，和B为需要辨识的模型参数；为了简化设计，定义故障系数满足是故障系数因子，且满足的随机数，为故障系数上下界和与差的比值，为故障系数上下界的中值，I为适当维数的单位矩阵；时滞系统的鲁棒容错控制器为系统在离散k时刻的状态增量；在满足上述LMI条件的情况下，可解得时滞系统的鲁棒容错控制器的控制律增益 其次，设计前一时刻未建模动态补偿容错控制器，在的基础上，以消除为目的进行增量式前一时刻未建模动态补偿控制器的设计，定义广义输出： 3 式中，，，为时滞矩阵，为离散k时刻系统的状态矩阵，为后移算子，表示在离散k时刻的时滞步长，为系统在离散k+1时刻的状态增量； 广义理想输出： 4 式中，为系统在离散k时刻的控制输入增量，为系统在离散k-1时刻的离散化后的模型与原非线性模型间的未建模动态，是的系数多项式，是的系数多项式： 5 当广义输出无限接近广义理想输出时，满足： 6 因此，前一时刻未建模动态补偿容错控制器的控制律，可得离散k时刻的控制律增益； 最后，设计未建模动态增量补偿容错控制器，由于未知，但其造成的误差已知，因此以最小化跟踪误差进行未建模动态增量补偿容错控制器控制率的设计；根据闭环系统的增量式状态方程和输出方程，确定前一时刻跟踪误差与未建模动态增量补偿容错控制器控制率的关系： 7 式中，C为系统输出矩阵，为关于的增量多项式，为系统在离散k时刻的未建模动态增量； 基于一步最优前馈原理： 8 式中，为系统在离散k-1时刻的未建模动态增量，代表步长为2的后移算子；使跟踪误差最小，可得未建模动态增量补偿容错控制器控制率为： 9 提出的非线性补偿容错控制器可表示为： 10 综上所述，具有时滞特性的水箱液位系统非线性补偿容错控制系统由时滞系统的鲁棒容错控制器、前一时刻未建模动态补偿容错控制器和未建模动态增量补偿容错控制器三部分构成。

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