直驱式直线机电作动器冗余容错建模与仿真分析

工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171完整文章高冗余度直驱式直线机电作动器容错建模与仿真Arun ManoharGollapudi，Vasu Velagapudi，Srikanth库尔勒印度瓦朗加尔国立理工学院机械工程系，瓦朗加尔506004阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2019年2019年11月21日修订2019年12月30日接受2020年1月9日在线保留字：容错高冗余度执行器机电执行器执行器故障MATLAB/simscapeA B S T R A C T高余度作动器是一种线性位移作动系统，它由大量串联或并联的小型机电作动元件组成借助MATLAB仿真模型，对一台由9个直驱式直线电机作动器组成的HRA在不同故障条件下的性能进行了分析。结果表明，HRA具有提供固有容错的能力。因此，避免了系统在出现故障时的突然故障。然而，发现致动器的能力根据故障的数量逐渐降低。©2019 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍任何工程系统中的故障元素都可能是一个巨大的麻烦。有时，它们可能会对工业造成不可挽回的损害特别是，安全关键系统中的故障可能导致难以想象的灾难。因此，设计具有高可靠性的现代工程系统对于避免任何意外故障至关重要[1]。防止这种情况的一个重要方法一般来说，容错可以通过采用冗余技术来实现，该技术包括在正在操作的系统的正常要求之外添加资源、时间或近年来，容错已成为为任何机电系统提供安全性的最佳工具之一飞机驱动和核动力系统是一些最重要的系统，需要冗余来确保可靠性[2]。最近，航空航天领域显著增加了多冗余电致动系统的使用，以避免意外故障[3，4]。然而，就核动力系统而言*通讯作者。电子邮件地址：arunahar.nitw@ gmail.com（A.M. Gollapudi）。由Karabuk大学负责进行同行审查。引入硬件冗余以确保控制系统的高水平可靠性[5]。传统上，通过并联连接两个或更多个相同的致动器来实现致动系统的容错，并且由这组并联致动器完成的任务由来自同一组的单个致动器中的任何一个执行这些致动器中的每一个都具有单独执行所需任务的能力的事实使它们能够覆盖任何故障致动器[6]。然而，这些并联的致动器增加了系统的重量和成本，并最终降低了系统的效率此外，在其中的致动器卡住/锁定的情况下，纯并联配置的使用没有任何价值针对传统的纯并联冗余存在的问题，提出了一种具有网格（串联和并联）结构的高冗余执行器（HRA）的概念，以实现固有容错。HRA背后的基本思想来自于人类肌肉组织的行为[7]。肌肉组织有许多以非常典型和巧妙的方式工作的单个细胞，并且每个肌肉细胞提供的运动对整个肌肉系统的整个行程和力的贡献非常微小。这就是为什么肌肉系统非常强大，尽管偶尔会对单个细胞造成损害。通过实施相同的概念，HRA已经被设计成具有许多小的单独的致动元件，这些致动元件以串联和并联配置连接以形成单个致动https://doi.org/10.1016/j.jestch.2019.12.0072215-0986/©2019 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch×××××1172A.M. Gollapudi等人/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171系统[8]。由HRA中的每个致动元件提供的位移和力与致动系统的总输出相比非常小具有30个致动元件的HRA的示意图在图1中示出。这里，X1至X5是单个执行器的位移，XL是由于HRA引起的载荷的总位移。连接到固定支撑件的致动器的基部保持不动，而其他致动器的基部是可移动的。目 前 ， 设 计 HRA 的 研 究 集 中 在 使 用 少 量 的 机 电 致 动 器（EMA）。以前，研究了闭环条件下具有4个机电致动元件的HRA的数学模型[8]。结果表明，该HRA具有容忍故障的能力，尽管性能有所下降，但它能够完成所需的任务[9]。另一个被调查的设计有16个电磁致动元件，在主动容错控制器和指示临界能力水平的状态监测系统下以4 4串并联配置连接[10，11]。在开环和闭环条件下，还研究了12个机电致动元件以3 - 4串并联配置连接的数值和实验工作[12]。本研究工作旨在开发一个33（系列和并行配置）HRA与9个直接驱动 的 线 性 EMA 在 健 康 和 故 障 条 件 下 在 仿 真 环 境 中 使 用MATLAB/Simulink/simscape多体软件工具箱进行测试。仿真过程中考虑的主要故障是电机的开路和短路故障以及丝杠的卡涩和松动故障。有关EMA故障的详细信息，请参见第5.1节。目前工作的主要目标是：利用MATLAB/simscape multibody建立了直驱式直线电动舵机和33 HRA的三维仿真模型。分析了这种直接驱动线性电动执行器在开环正常和故障情况下评估HRA模型在开路、短路、闭锁和松动故障下的开环条件下的性能。2. 线性机电致动器机电致动器（EMA）是电动机（电气系统）和机械变速箱（机械系统）的组合。EMA分为旋转和线性执行器线性致动器进一步分为齿轮和直接驱动的线性EMA。一般来说，齿轮传动的线性机电致动器由带有丝杠（或滚珠丝杠或滚柱丝杠）和螺母组件的直流电动机组成。如图所示，电机轴通过联轴器或齿轮箱与丝杠连接。 二、直流电动机将电能转换成轴的旋转运动，然后导螺杆将该旋转运动转换成线性运动。电机轴将旋转无论是在顺时针或逆时针方向取决于输入极性.一旦轴的旋转被传递到丝杠，螺母根据轴的旋转方向在向前或向后的方向上进行平移运动（XN在直驱式直线机电作动器中，螺母作为旋转元件，丝杠作为平移元件。如图在图3中，导螺杆装置已经容纳在马达本身内部。内螺纹螺母固定在转子的中空部分当电机被供应电能时，转子和螺母都旋转，并且螺母的这种旋转运动将帮助导螺杆线性行进。附接到导螺杆的端部的轴具有限制导螺杆连同螺母的旋转运动的开槽。就其功能而言，这两个执行器并没有很大的不同。然而，直接驱动的EMA有一个紧凑的尺寸相比，齿轮EMA。这使得直接驱动的EMA最适合航空航天工业、机器人和其他工业机械.3. 直接驱动线性EMA的Simscape模型Simscape是MATLAB的Simulink库中用于3D机械系统仿真的工具箱之一。利用Simscape仿真环境中的实体、关节、传感器元件等模块，设计了直驱直线电动执行器的三维模型。在下面的部分中，将详细描述在simscape中建模的单个直接驱动EMA的各个部件最初，使用simscape创建所需大小和形状的个体（根据图3）。一个组装的直驱式直线电动执行器如图所示。 4是通过连接图1所示的单个模拟体获得的。 五、EMA的外部空心套管两端均用底部和顶部圆盘密封底盘为平面片，通过永久接头固定在外壳的底端两个轴承装配在转子的两端，它们之间有转动关节然后将组装好的转子放置在内壳内，内壳在外壳内保持将轴/丝杠的一端插入转子内部的螺母中，将带有凹槽的轴的另一端从顶部圆盘中挤出Fig. 1. 5× 6串并联结构HRA的示例。图二.齿轮传动式线性机电作动器的原理图。●●●×DT×DTDTDT上午Gollapudi等人 /工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171-11811173图三. 直接驱动线性EMA的横截面视图。并联因此，所有串联以及并联致动元件将共同用作单个单元。在并行配置中，用3个3系列开发的HRA的simscape模型如图所示。 六、朝向HRA的固定端的三个致动器具有固定基座，而其他六个致动器具有可移动基座。由EMA数学模型得到的转矩作为Simscape EMA模型的输入4. EMA的数学建模单元件电动执行器的建模是构建类似HRA的多元件执行器的基础.在本节中，描述了直接驱动线性EMA的数学模型。图7显示了电机电路、丝杠、阻尼器和直接驱动EMA的负载的示意图，其中指示了所有符号。原理图中的电路显示，具有电压（Va）的施加电功率与传导路径电阻（Ra）、电感（La）和反电动势（Vb）它等于K e。dhm。然后，电压可以表示为：Va¼Ke.dhmRaiaLa. dia1见图4。直接驱动线性EMA的simscape模型。丝杠和螺母之间的丝杠接头以及轴和顶盘之间的棱柱接头将确保旋转运动转换为平移运动。为了开发3 3 HRA，将三个单个EMA（如图4所示）背靠背连接以形成纯串联配置，并将另外两个类似的串联配置布置在其中，Ke是反电动势常数，hm是电动机的角位移。在机械系统中，阻尼、惯性和摩擦特性是集中量。当由电路产生的电磁转矩被施加到机械系统的（丝杠和螺母）旋转元件时，其以具有惯性矩的速度d h m旋转。转子和螺母的转速相同，因为它们都是相互连接的[13]。Xs和XL分别是丝杠和载荷的线性位移。KS表示丝杠和螺母之间的等效刚度，轴承和转子之间的阻尼为图五. simscape模块中直驱式直线电机作动器本体的布置框图。ð Þ ð Þ ð ÞDT2个p.Σ2个p2个p上午11时74分Gollapudi等人/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171见图6。具有直接驱动线性EMA的3×见图7。直驱式直线电动执行器原理图。由C代表。所产生的扭矩sm与阻尼扭矩sd、负载扭矩sl和惯性扭矩si相反 .因此，我们认为，所产生的电磁转矩由其它三个电磁转矩扭矩如方程式所示。（二）、表1参数值。S.No参数表示法值1Va6 V2Ra0.4O3La0.8 mH4D8.2985e Nm/rads5J4.4574e-5千克26Ke0.036867 V/rads-17Kt0.030892 Nm/A8L0.002米/转9Cs25610 N/ms-110Ks201060000牛顿/米电机在顺时针和逆时针方向上旋转因此，线性致动器将相应地进行向前和向后运动。5. 错误、失败和优雅降级系统中的任何故障都会使系统偏离其正常性能或行为。故障可以表示为系统的软件或硬件中出现不可预测的缺陷。另一方面，故障表示为系统执行所需功能的能力的永久中断。根据[14]，术语故障用于表示系统的故障而不是灾难，而术语故障用于表示完全崩溃。故障、优雅降级和故障的概念可以用图9所示的简单图表表示。运行系统的性能值可以位于可接受或适度退化或不可接受区域内，这由故障程度决定。最里面的点（Pn，以绿色显示）表示没有任何故障的系统，显示标称性能。从图中可以明显看出，当故障程度最小时，系统的偏差也将最小，系统的性能将保持不变。sm¼ sd 斯莱什岛ð2Þ可接受区域（用白色表示）。在这些情况下，系统经受住了这些故障，实现了完整的sm¼Kt ia 3sd¼D。dhm4式中，D为电枢处的等效粘性阻尼系数.d2hm！容错能力一个达到完全容错的系统将落在可接受的范围内。如果系统能够在没有完全崩溃的情况下运行，尽管故障程度增加，则系统被称为在适度退化区域内。因此，达到部分容错的系统将位于优美退化区域内。当系统的性能值偏离优雅退化值时，系统将崩溃，并被认为处于unac状态。可接受区域si¼Jmdt2ð5Þ5.1. EMA常见故障sl¼。Csl。X_s-X_L是的。KslXs-XL6由于EMA是电气和机械元件的组合在这两种情况下，由流过的电流A产生的转矩A通过电枢是由方程。（三）、Kt表示电机转矩常数。类似地，阻尼、惯性和负载转矩在下面的方程中给出。（4）由方程式在公式（6）中，术语L用于将螺母的角位移转换为丝杠的线性位移，其中L是丝杠导程。表1中所示的参数用作使用MATLAB/Simulink求解方程从数学模型获得的扭矩输出在MATLAB/Simulink中求解的数学模型如图8所示。所提供的输入电压是从6 V到-6V变化的方波脉冲，元素虽然有许多故障可能发生在这两个元素[15]，研究人员主要集中在常见的故障，导致个别执行器失败。最常见的机械故障是闭锁故障和松动故障。类似地，所考虑的最常见的电动机故障包括开路（OC）和短路（SC）故障。电机中的OC故障可能由于绕组相中的一个或多个匝的断裂而发生。当这种情况发生时，电流在故障阶段变为零，并且电机没有转矩产生。对于特定的致动器，通过保持通过绕组的电流和电机的转矩为零，可以在仿真模型中仿真该故障。当绕组内部的匝短路在一起时，发生SC故障取决×上午Gollapudi等人 /工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171-11811175见图8。单EMA数学模型的Simulink框图。见图9。错误、失败和优雅降级的概念。在短匝数上，电阻、互感和自感发生显著变化，并且反电动势也发生变化然而，不产生正扭矩这种故障可以通过将特定执行器的电源电压设置为零来模拟丝杆或滚珠丝杆螺母卡死时，出现锁紧或卡死故障。这是由于球的破碎或这导致致动器的传输故障为了分析该故障在HRA中的后果，通过使特定致动器的位移为零来手动地将故障引入仿真模型松动故障是由于机械元件之间的作用力损失或丝杠在没有任何限制/力的情况下自由移动这种故障可以通过使元件的输出力为零来建模，这相当于使输入电压为零。因此，由于SC故障和松动故障，影响没有太大变化对于这个特殊的模拟，这两个故障下考虑-平等对待图10中显示了3 3 HRA执行元件编号以及闭锁和松动故障的表示。在锁定故障下的致动器将充当刚性元件，并且在松动故障下的致动器将充当端部之间没有物理连接。图图11a和图11b示出了具有3个致动元件的纯并联和纯串联配置。6. 结果和讨论在初始阶段，3个执行器连接在一个纯并联配置和3个执行器连接在纯串联配置的性能进行了分析，在健康和故障条件下。当执行器向前移动时，见图10。3× 3 HRA的框图（a）健康状态（b），A2执行器锁定故障（c），A1执行器松动故障。见图11。 (a)纯并联配置（b）纯串联配置。在向后方向上，绘制了致动器的线位移、力和线速度相对于时间的曲线。 图图12a和图12b示出了以纯并联和纯串联配置连接的致动器的性能。在纯平行配置中，与分别等于2.323 cm和12.04 cm/s的单个致动器的线性位移和速度相比，致动器的线性位移和速度没有变化。然而，力增加了三倍（从26.8 N到80.39 N），一个单一的致动器的力。在纯串联构型中，线性位移和线性速度增加，三时间，即2.346 ~ 7.027 cm和12.03 ~ 36.09 cm/s。系列中所有3个致动器的力预计相同。然而，由于第二（A2）和第三（A3）致动器的质量，第一/单个（A1）致动器经历更多的冲击类似地，致动器A2也由于第三（A3）致动器的质量而经受一些冲击由于这个原因，由第一/单个（193.9N）致动器施加的力大于由第一/单个（193.9N）致动器施加的力。××××1176A.M. Gollapudi等人/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171图12a. 以纯并联配置连接的第一、第二和第三致动器的位移、力和速度。图12b. 以纯串联配置连接的第一、第二和第三致动器的位移、力和速度。串联致动器的总力（171.6 N），如图12（b）中的力图所示。表2中提供了显示纯并联和纯串联配置在不引入故障的情况下的性能的值。在图图13（a）和13（b）是通过在具有3个致动元件的纯并联和纯串联配置中引入锁定、松动/SC和OC故障而获得的曲线图。纯并联配置无法克服松动/SC故障。从图中可以明显看出，位移值从2.323 cm减少到2.323cm。1.548 cm，力从80.39 N降至53.33 N。如果在以部件配置连接的任何致动器中存在锁定故障，则位移变为零，因为锁定元件用作刚性连杆。然而，平行的另外两个致动元件将继续在负载上施加力。由于这个原因，力急剧增加（80.39 N至970.4 N），如图13（a）所示。在这种情况下，整个系统都失败了。类似地，在存在OC故障的情况下，致动器的位移完全扭曲，但施加的力仅显示出微小变化（52.58 N）。表3中提供了显示具有引入故障的纯并联和纯串联配置的性能的所有值。纯串联配置能够容忍所有类型的故障，并表现出一个优雅的退化与他们每一个。但是，松动/SC故障下的力与其他力值相比稍小（108 N）。通过引入闭锁、SC/loose和OC故障，分析了33 HRA的性能。缺点是从A1至A9开始并按照A1、A4、A7、A2、A5、A8、A3、A6和A9的顺序一个接一个地引入HRA（参见图10）。为了避免混淆，将所有9个故障驱动元件结果绘制在一个图中，每个图分为3个结果。图图14（a）、图14（b）和图14（c）分别示出了3 - 3 HRA在闭锁故障下的合成线位移、力和线速度。结果表明，HRA可以容忍多达6个锁定故障，通过降低性能从7.007厘米到位移为2.323 cm，力为204.4 N至79.96 N。但当故障数超过6时，系统立即失效. 表4给出了位移、力和速度的值，33 HRA处于锁定故障状态。在SC/松散断层下HRA的性能值如表5所示，合成位移、力和速度如图5所示。15（a）、15（b）和15（c）。 在SC/松动故障下，HRA可以在8个致动元件失效的情况下运行，并从7.007 cm到0.8 cm位移和204.4 N至21.6 N力。然而，与其他故障类型所施加的力相比，SC/松动故障下致动器所施加的力是最小值。在图图16（a）、16（b）和16（c）显示了OC断层下3 - 3 HRA的线位移、力和线速度。HRA可以容忍多达6个OC故障，位移从7.007 cm降至2.33 cm，力从204.4 N至64.66 N。进一步引入故障将使系统表现异常。所有OC故障的值如表6所示。表23个执行器的纯并联和纯串联配置的性能无故障。S.No.输出并联执行器执行器系列固定/第一个执行器中间/第二个执行器最后一个/第三个执行器固定/第一个执行器中间/第二个执行器最后一个/第三个执行器1位移（cm）2.3232.3232.3232.3464.6877.0272力（N）26.853.5980.39193.9185.7171.63流速（cm/s）12.0412.0412.0412.0324.0436.09×上午Gollapudi等人 /工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171-11811177图13a.当执行器A1分别发生闭锁、开路和短路/松动故障时，具有3个执行器的纯并联配置的位移、力和速度的比较。图13b.当执行器A1分别发生闭锁、开路和短路/松动故障时，3个执行器的纯串联配置的位移、力和速度的比较。表3具有故障的3个执行器的纯并联和纯串联配置的性能S.No.故障并联执行器执行器系列位移（cm）力（N）流速（cm/s）位移（cm）力（N）流速（cm/s）1健康2.32380.3912.047.027164.636.172锁止0970.404.679127.324.073开路0.5252.586.064.712114.524.04松动/短路1.54853.338.0224.678108.024.05图14a. 在执行器中的闭锁故障数量从A1增加到A9（列方向）的情况下，3×3 HRA的位移。7. 结论高冗余度驱动器（HRA），我们设计证明了有许多优点相比，纯并联配置，是在现有的。一些优点包括：提高了致动系统的可靠性、减小了致动系统的尺寸、减轻了致动系统的重量以及降低了致动系统的成本。作为当前工作的一部分，我们主要关注的是这3个3 HRA，编号在模拟环境中的故障条件，如上所述。我们的研究结果显示，HRA中的元件将逐渐降低致动的性能。然而，系统突然失效的可能性不大。我们研究的3个致动元件的纯串联配置表明，行程能力提高了三倍（即，从2.323 cm增加到7.027 cm），流速也增加了3倍（从12.03cm/s增加到36.09 cm/s）。结果还表明，一个系统与3个执行器串联配置可以容忍锁定故障，开路故障，短路/松动故障。只要故障限于2次驱动×××上午11时78分Gollapudi等人/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171图14b. 在致动器中锁定故障数量从A1增加到A9（列方向）的情况下，由3×3 HRA引起的力。图14 c. 当执行器中的锁定故障数量从A1增加到A9（列方向）时，速度为3× 3 HRA表43× 3 HRA在闭锁故障下的性能S.No.最大输出健康列-1中引入的故障列1和2中引入的故障列1、2和30-故障1-故障2-故障3-故障4-故障5-故障6-故障（A1，A4，7-故障（A1，A4，8-故障9-故障（A1）(A1、A4）(A1、A4、A7）(A1、A4、A7、A2）(A1、A4、A7、A2、A5）A7、A2、A5、A8）A7、A2、A5、A8、A3）(A1至A8）(A1至A9）1位移（cm）七零七6.0025.2454.6613.4912.789 2.3230002力（N）204.4182.0165.4151.8117.795.62 79.96970485.203流速（cm/s）36.130.9427.0724.0618.0514.44 12.03000表53× 3 HRA在短路/松动故障下的性能S.号最大输出健康列1中引入的故障列1和2中引入的故障列1、2和3中引入的故障0-故障1-故障（A1）2-故障（A1、A4）3-故障（A1、A4、A7）4-故障（A1、A4、A7、A2）5-故障（A1、A4、A7、A2、A5）6-故障（A1、A4、A7、A2、A5、A8）7-故障（A1、A4、A7、A2、A5、A8、A3）8-故障（A1至A8）9-故障（A1至A9）1位移（cm）7.0076.2275.4474.6683.8883.1092.331.60.802力（N）204.4179.5156132.6109.987.1464.664321.603流速（cm/s）36.132.0828.0724.0620.0516.0412.038.04.00元素，系统仍然以优雅的降级执行。然而，松脱/短路故障下串联执行器的力能力的容限比其他类型的故障小近18%。另一方面，我们研究的3个驱动元件的纯平行配置显示出几乎三倍的力能力增加（即，从26.8 N到80.39 N）。虽然该系统能够容忍松动/短路故障，适度降级为33.4%，但它无法处理其他两种故障。该33 HRA是专为这项工作有一个组合的串联和并联元件的能力，以容忍，erate所有类型的故障。 图图17 -19示出了在存在4个独 立 测 试 不 同 故 障 。 在 单 一 闭 锁 故 障 时 ， 位 移 减 小 量 最 大 为14.34%，而在存在松动/短路故障时，位移减小量最小为11.13%。然而 ， 在 存 在 松 动 / 短 路 故 障 的 情 况 下 ， 记 录 的 力 减 小 最 大（ 12.18% ） ， 在 存 在 锁 定 故 障 的 情况 下 ， 记 录 的 力 减 小 最 小（10.95%）HRA能够容忍多达6个故障元件，前提是每个系列中至少有一个致动元件HRA性能的降低取决于故障执行元件的数量、故障类型以及故障执行元件在配置中的位置然而，在配置的HRA的故障定位是目前的工作范围之外。上午Gollapudi等人 /工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171-11811179图15a. 在执行器短路/松动故障数量从A1增加到A9（列方向）的情况下，位移为3×3 HRA。图15b. 致动器中短路/松动故障数量从A1增加到A9（列方向）时，3×3 HRA引起的力。图15c. 在执行器短路/松动故障数量从A1增加到A9（列方向）的情况下，速度达到3×3 HRA。图16a. 在执行器开路故障数量从A1增加到A9（列方向）的情况下，3×3 HRA的位移。上午11时80分Gollapudi等人/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171图16 b. 在致动器开路故障数量从A1增加到A9（列方向）的情况下，由3×3 HRA引起的力。图16 c. 3× 3 HRA的速度，在执行器中开路故障的数量从A1增加到A9（列方向）。表63× 3HRA在开路故障下的性能列1中引入的S.No. Max output列1和2中引入的故障列1、2和30-故障1-故障（A1）2-故障（A1、A4）3-故障（A1、A4、A7）4-故障（A1、A4、A7、A2）5-故障（A1、A4、A7、A2、A5）6-故障（A1、A4、A7、A2、A5、A8）7-故障（A1、A4、A7、A2、A5、A8、A3）8-故障（A1至A8）9-故障（A1至A9）1位移（cm）7.0076.035.34.73.62.92.31.00.402力（N）204.4181159137.2113.690.267.245.722.403流速（cm/s）36.131.027.024.018.015.012.05.02.00图17. 3× 3 HRA在闭锁、开路和短路/松动故障下的位移比较。图18. 3× 3 HRA在闭锁、开路和短路/松动故障下的力比较。上午Gollapudi等人 /工程科学与技术，国际期刊23（2020）1171-11811181图十九岁3× 3 HRA在闭锁、开路和短路/松动故障下的速度比较竞争利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。致谢作者感谢印度电子和信息技术部（DEITY）亚洲媒体实验室在2014年DEITY Visvesvaraya博士计划下赞助这项研究工作。引用[1] X.杜河，巴西-地Dixon，LQG控制的高冗余度执行器，Mechatr。IEEE 44（2007）（2007）1https://doi.org/10.1109/AIM.2007.4412598[2] G.A. 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