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龙图腾网获悉山东科技大学申请的专利一种旋转导向钻井工具未知模型的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：CN116537760B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31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：202310402691.7，技术领域涉及：E21B44/00；该发明授权一种旋转导向钻井工具未知模型的容错控制方法是由周东华;蔡苗;何潇;纪洪泉;高明;盛立;钟麦英;王建东设计研发完成，并于2023-04-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种旋转导向钻井工具未知模型的容错控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种旋转导向钻井工具未知模型的容错控制方法，具体包括如下步骤：S1，获取旋转导向钻井工具的未知非仿射全驱系统模型；S2，建立非仿射全驱系统的一个增广系统动力学模型；S3，设计基于增广系统观测器的鲁棒容错控制器。本发明的技术方案克服现有技术中的容错控制器对系统模型的依赖性较高，对执行器和传感器的时变增益故障有较弱的鲁棒性的问题。

本发明授权一种旋转导向钻井工具未知模型的容错控制方法在权利要求书中公布了：1.一种旋转导向钻井工具未知模型的容错控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤： S1，获取旋转导向钻井工具的未知非仿射全驱系统模型； S2，建立非仿射全驱系统的一个增广系统动力学模型； S3，设计基于增广系统观测器的鲁棒容错控制器； 步骤S1具体包括如下步骤： S1.1，建立以永磁同步电机为驱动的旋转导向钻井工具的未知动力学模型 1， 其中，是定子-轴的电流分量，是钻井工具面角，是定子电阻，是定子-轴的电感分量，是电机极对数，是与电流、工具面角和电压输入有关的非仿射非线性输入摄动，是总转动惯量，是永磁体磁通量，是阻尼系数； S1.2，建立执行器和传感器乘性故障模型 2， 3， 其中，是实际的控制输入，是理想的控制输入，是时变的乘性执行器故障满足，是角速度传感器的测量输出，是时变的乘性传感器故障满足，是一个正的常数； S1.3，定义一个新变量，将模型123转化为未知的非仿射全驱系统模型4 4， 其中，为的阶导数，，是变量转化后的未知非线性函数，在钻井工具的非仿射动力学模型中，； 步骤S2具体包括如下步骤： S2.1，定义，设计一个观测器 5， 其中，为状态估计值，为待设计的常数，满足，为待设计的参数，为待设计的向量，是形式已知的双射函数，且满足 6； 表示钻井工具面角速度； S2.2，定义两个坐标变换 7， 8， 其中，为观测误差，为增广系统的状态； S2.3，求解的动力学方程，其具体形式为 9； S2.4，建立增广系统的动力学方程，其具体形式为 10； 步骤S3具体包括： S3.1，针对已知函数形式的非线性双射函数，给出其反函数的形式； S3.2，设计鲁棒容错控制器 11， 其中，反函数内的自变量来源于增广系统状态和有增益故障的测量； S3.3，设定参数，考虑下列矩阵 12， 使其满足存在正定矩阵使得13成立 13， 其中，为维单位矩阵； S3.4，设定参数化向量，考虑下列矩阵 14， 使其满足存在正定矩阵使得15成立 15； S3.5，根据系统稳定性要求设定常数； 令 16， 其中是矩阵的最大特征值，需要满足 17； 最后的系统镇定误差与正相关，因此应设计为足够小的常数。

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