1.一种含有故障的迟滞三明治系统的状态估计方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：利用关键项分离原则和切换函数，由简单到复杂，借鉴已构建的带死区、间隙、迟滞三明治系统非光滑状态空间方程，构建能准确描述含有故障的迟滞三明治系统的非光滑状态空间方程；

步骤2：根据步骤1构建的含有故障的迟滞三明治系统的非光滑状态空间方程，当系统满足观测器的存在性条件时，构造能随含有故障的迟滞三明治系统工作区间变化而自动切换的切换比例积分观测器，并给出相应切换比例积分观测器的存在条件和有界性定理。

2.根据权利要求1所述的一种含有故障的迟滞三明治系统的状态估计方法，其特征在于，所述的步骤1包括如下步骤：(1)含有故障的迟滞三明治系统的前端线性子系统L1的状态空间方程为：(2)含有故障的迟滞三明治系统的后端线性子系统L2的状态空间方程为：上述公式(1)和公式(2)中， u∈R1×1，y∈R1×1，f∈R1×1，i＝1，2， 是转移矩阵， 是输入矩阵， 是输出矩阵，是故障输入矩阵，u∈R1×1是系统输入，y∈R1×1是系统输出，f∈R1×1代表系统的故障。f∈R1×1可以看作是一个子系统，af为故障子系统的系数，以bf为故障子系统的输入系

1×1

数，uf∈R 为故障子系统的输入，则假设uf是有界的，af的范数小于1，即|af|<1，则根据线性系统稳定性条件，故障子系统是稳定的；ni为第i个线性系统的维数；设 且(3)迟滞子系统的状态空间方程：根据迟滞子系统的特性，本发明以多个间隙环节并联线性叠加等效一个迟滞子系统，因此，有如下迟滞模型：上述公式(3)中，zi(k)为第i个间隙算子的输出，wi(k)为第i个间隙算子的权重，BL(.)为单个间隙算子的输入输出函数，n为构成迟滞的间隙算子的个数，定义中间变量mi(k)为：

mi(k)＝m1i+(m2i-m1i)p(k)                 (4)其中， Δv1(k)＝v1(k)-v1(k-1)定义中间变量zli(k)为：

zli(k)＝mi(k)(v1(k)-D1ig1i(k)+D2ig2i(k))       (5)其中：

且 是第i个

间隙算子的切换函数，D1i和D2i是第i个间隙算子宽度的绝对值，m1i和m2i是第i个间隙算子斜率的绝对值，由此可得：zi(k)＝(1-g3i(k))zli(k)+g3i(k)zi(k-1)           (6)其中 是切换函数，负责第i个间隙算子的线性区和死区之间的切换，当g3i(k)＝1时，间隙算子工作在记忆区，且zi(k)＝zi(k-1)，当g3i(k)＝0时，间隙算子工作在线性区且zi(k)＝zli(k)，将公式(5)代入公式(6)中，可得：根据公式(2)、公式(3)和公式(7)可得：(4)含有故障的迟滞三明治系统的状态空间方程：由公式(1)、公式(2)、公式(8)，且 含有故障的迟滞三明治系统的状态空间方程如下：上述公式(9)中，

根据含有故障的迟滞三明治系统的特性，仅仅系统的输出y(k)可测，则其中 0是相应维数的零矩阵，为进

一步简化系统状态空间方程的表达式，设

则公式(9)可以写成：

上述公式(10)中，A(k)代表不同工作区间的转移矩阵，η(k)代表由于迟滞存在而产生的切换向量。

3.根据权利要求1所述的一种含有故障的迟滞三明治系统的状态估计方法，其特征在于，所述的步骤2包括如下步骤：(1)切换比例积分观测器的状态空间方程：根据公式(10)，切换比例积分观测器写成如下形式：上述公式(11)中，转移矩阵的估计值为

切换向量的估计值为

定义为：

其中，

其中i＝1,2,3…n.，n是间隙算子的个数， 和Ki∈R1×1分别是比例项的增益矩阵和积分项的增益矩阵， 和 分别是x(k)、y(k)、f(k)和η(k)的估计值；

(2)切换比例积分观测器估计误差分析

由公式(11)和公式(1)，则

f(k+1)＝aff(k)+bfuf(k)                   (13)由公式(12)减去公式(13)，由 和 则公式(11)减去公式(10)，并考虑区间估计误差，则有上述公式(15)中

由公式(14)和公式(15)，将状态估计误差和故障估计误差写成矩阵形式如下：定义

则公式(16)可以简写成下述公式：

et(k+1)＝Aeet(k)+Δt(k)                   (17)假设Δt(k)的范数，以及初始估计误差的et(1)范数是有界的，它们的范数小于φd(||Δt(k)||≤φd且||e(1)||≤φd)，若选择适当的Kp、Ki，使Ae的特征值都在单位圆内，则状态估计误差的范数和故障估计误差的范数均是有界的，小于 所以切换比例积分观测器存在的条件，即系统状态估计误差和故障估计误差有界的条件，是Ae的特征值都在单位圆内。