基于多目标观测器设计的故障检测与分离

发布时间：2024-02-19 20:27

　　为了提高现代复杂控制系统运行过程的安全性,故障诊断技术受到国内外学者的广泛关注,其中以基于模型的故障诊断方法的研究最为深入。在实际应用过程中,受系统未建模动态、参数变化、测量噪声等因素的影响,控制对象精确的数学模型往往很难得到,进而影响故障诊断结果,造成误报、漏报等。为了在未知干扰的影响下准确地检测出故障信息,鲁棒故障诊断成为故障诊断领域研究的重要内容之一。鲁棒故障诊断不同于鲁棒状态估计,需要设计观测器使得所生成的残差在满足干扰鲁棒性能的同时提高残差对故障的敏感程度,但干扰鲁棒性能与故障敏感性能之间往往是相互矛盾的,因此,所设计的观测器需要对二者进行折中,为一类多目标观测器。本文主要围绕基于多目标观测器设计的故障检测与分离方法展开研究,主要工作与研究成果包括如下方面:研究了全频域内利用辅助输出的H_-/H_∞残差生成器的设计方法。为了在抑制干扰影响的同时最大化地提高残差对故障的敏感度,通常采用基于H_-/H_∞故障检测观测器的方法,分别利用H_∞范数和H_-指标来表征...

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景、研究目的及意义
    1.2 故障检测与分离技术研究现状及分析
        1.2.1 残差生成方法
        1.2.2 残差评价与阈值计算方法
        1.2.3 故障分离方法
    1.3 主要研究内容
第2章 全频域H_?/H_∞残差生成器设计
    2.1 引言
    2.2 传统的H_?/H_∞残差生成器设计
    2.3 利用辅助输出的H_?/H_∞残差生成器设计
        2.3.1 问题描述
        2.3.2 观测器设计
        2.3.3 仿真结果
    2.4 本章小结
第3章 有限频域H_?/H_∞残差生成器设计
    3.1 引言
    3.2 线性系统的有限频域H_?/H_∞残差生成器设计
        3.2.1 问题描述
        3.2.2 观测器设计
        3.2.3 仿真结果
    3.3 Lipschitz非线性系统的有限频域H_?/H_∞残差生成器设计
        3.3.1 问题描述
        3.3.2 观测器设计
        3.3.3 仿真结果
    3.4 本章小结
第4章 基于H_?/L_∞观测器的残差生成与残差评价的一体化设计
    4.1 引言
    4.2 基于H_∞范数的残差评价与阈值计算
    4.3 基于L_∞范数的动态阈值生成
    4.4 Lipschitz非线性系统的H_?/L_∞故障检测观测器设计
        4.4.1 问题描述
        4.4.2 H_?/L_∞故障检测观测器设计
        4.4.3 残差评价与阈值计算
        4.4.4 仿真结果
    4.5 离散LPV系统的H_?/L_∞故障检测观测器设计
        4.5.1 问题描述
        4.5.2 H_?/L_∞故障检测观测器设计
        4.5.3 残差评价与阈值计算
        4.5.4 仿真结果
    4.6 本章小结
第5章 基于未知输入H_?/H_∞观测器的故障检测与分离
    5.1 引言
    5.2 问题描述
    5.3 未知输入H_?/H_∞观测器设计
    5.4 基于中心对称多胞体的残差评价与阈值计算
        5.4.1 中心对称多胞体的基础知识
        5.4.2 基于中心对称多胞体的阈值计算
        5.4.3 故障检测与分离策略
    5.5 仿真结果
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历



本文编号：3903273