基于觀測器理論的魯棒故障診斷方法研究.pdf

1、幾乎對所有的控制系統(tǒng)來說，故障的發(fā)生都是不可預(yù)測和不可避免的。尤其對安全至上的控制系統(tǒng)，故障發(fā)生后，勢必造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致災(zāi)難性事故發(fā)生。為此，從經(jīng)濟(jì)和安全角度出發(fā)，迫切需要一種可靠的故障診斷技術(shù)，及時檢測故障的發(fā)生并對故障進(jìn)行（在線）修復(fù)。許多實際的控制系統(tǒng)是非線性性的，且存在時滯現(xiàn)象，針對這樣的系統(tǒng)所建立的數(shù)學(xué)模型往往存在許多不確定因素。此外，衡量故障診斷技術(shù)可靠性的一個重要指標(biāo)就是魯棒性。所以，本文基于觀測器理論，對一類

2、時滯系統(tǒng)和一類非線性系統(tǒng)的魯棒故障診斷方法作了進(jìn)一步研究。
　　首先，介紹了基于觀測器理論故障診斷的基礎(chǔ)知識，并研究線性不確定系統(tǒng)的魯棒故障診斷問題，根據(jù)未知干擾能否完全解耦分別設(shè)計基于未知輸入觀測器(unknowninputobserver，UIO)的故障檢測濾波器和H∞故障檢測濾波器。前者在設(shè)計中結(jié)合Beard故障檢測濾波器(Beardfaultdetectionfilter，BFDF)的優(yōu)點，實現(xiàn)干擾解耦的同時能實現(xiàn)單一故障

3、的分離，后者在設(shè)計中引入H∞性能指標(biāo)，優(yōu)化該性能指標(biāo)既能保證檢測殘差對干擾具有較好魯棒性，同時，又能保持較高的故障靈敏度。
　　其次，研究了一類線性時滯系統(tǒng)的魯棒故障診斷問題。針對時滯系統(tǒng)分別設(shè)計基于UIO且不依賴于時滯的故障檢測濾波器和H∞故障檢測濾波器，以線性矩陣不等式(linearmatrixinequality，LMI)的形式給出所設(shè)計H∞濾波器的存在條件，并進(jìn)行了證明。
　　最后，研究了一類非線性系統(tǒng)的魯棒故障診斷