基于滤波方法的一类广义系统故障诊断研究

发布时间：2023-02-12 11:47

　　相较于状态空间系统,广义系统结构更加复杂,而且能够更好的表述一些实际系统,因此,对于广义系统的研究具有很强的理论和现实意义。现有的研究成果主要集中在广义系统的控制问题上,而对于广义系统故障诊断问题的研究还不够深入。因此,本文基于滤波方法,针对一类广义系统的故障诊断问题进行了研究。论文的主要工作及成果可归纳为如下内容:首先,研究了基于鲁棒观测器的一类广义系统故障诊断问题。针对一类线性的广义系统,提出了一种新的鲁棒故障诊断观测器。该观测器的结构是非奇异的,具有容易实现的优点。给出了观测器存在的条件,并给出了观测器参数求解矩阵的线性矩阵不等式形式。设计的观测器不仅保证了增广误差系统动态方程的指数收敛性,且故障对于增广扰动具有鲁棒性。将该方法推广至一类满足Lipschitz条件的非线性广义系统,解决了该类系统的故障诊断问题。其次,研究了一类定常时滞广义系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题。针对一类线性定常时滞广义系统,设计了基于观测器的鲁棒H_∞故障诊断滤波器。该滤波器的结构是非奇异的,具有容易实现的优点。给出了滤波器存在的条件,并给出了滤波器参数求解矩阵的线性矩阵不等式形式。...

【文章页数】：194 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 故障诊断技术概述
        1.2.2 故障诊断方法概述
        1.2.3 基于模型的故障诊断方法
        1.2.4 广义系统故障诊断现状及存在问题
    1.3 本文主要研究内容
第2章 基于观测器设计的一类广义系统故障诊断
    2.1 引言
    2.2 一类线性广义系统鲁棒故障诊断观测器设计
        2.2.1 非奇异系统转换
        2.2.2 鲁棒故障诊断观测器设计
        2.2.3 仿真算例
    2.3 一类非线性广义系统鲁棒故障诊断观测器设计
        2.3.1 非奇异系统转换
        2.3.2 鲁棒故障诊断观测器设计
        2.3.3 仿真算例
    2.4 本章小结
第3章 一类定常时滞广义系统鲁棒故障诊断滤波器设计
    3.1 引言
    3.2 一类定常时滞广义系统鲁棒故障诊断滤波器设计
        3.2.1 非奇异系统转换
        3.2.2 基于观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计
        3.2.3 仿真算例
        3.2.4 推广至一类非线性定常时滞广义系统
        3.2.5 仿真算例
    3.3 一类定常时滞广义系统有限时间鲁棒故障诊断滤波器设计
        3.3.1 有限时间稳定性分析
        3.3.2 有限时间鲁棒滤波性能分析
        3.3.3 仿真算例
        3.3.4 推广至一类非线性定常时滞广义系统
        3.3.5 仿真算例
    3.4 本章小结
第4章 一类时变时滞广义系统鲁棒故障诊断滤波器设计
    4.1 引言
    4.2 一类时变时滞广义系统鲁棒故障诊断滤波器设计
        4.2.1 非奇异系统转换
        4.2.2 基于观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计
        4.2.3 仿真算例
        4.2.4 推广至一类非线性时变时滞广义系统
        4.2.5 仿真算例
    4.3 一类时变时滞广义系统有限时间鲁棒故障诊断滤波器设计
        4.3.1 有限时间稳定性分析
        4.3.2 有限时间鲁棒滤波性能分析
        4.3.3 仿真算例
        4.3.4 推广至一类非线性时变时滞广义系统
        4.3.5 仿真算例
    4.4 本章小结
第5章 基于鲁棒Kalman滤波的一类非线性广义系统故障诊断
    5.1 引言
    5.2 基于REKF的一类非线性广义系统故障诊断
        5.2.1 非奇异系统转换
        5.2.2 REKF故障诊断滤波器设计
        5.2.3 鲁棒性能分析
        5.2.4 仿真算例
    5.3 基于AREKF的一类非线性广义系统故障诊断
        5.3.1 AREKF故障诊断滤波算法
        5.3.2 仿真算例
        5.3.3 推广至一类非线性时滞广义系统
        5.3.4 仿真算例
    5.4 本章小结
第6章 基于改进无迹Kalman滤波的一类非线性广义系统故障诊断
    6.1 引言
    6.2 非奇异系统转换
    6.3 基于UKF算法的一类非线性广义系统多模型故障诊断
        6.3.1 UKF故障诊断滤波器设计
        6.3.2 UKF故障诊断滤波器性能分析
        6.3.3 仿真算例
    6.4 基于STUKF算法的一类非线性广义系统多模型故障诊断
        6.4.1 多重次优渐消因子的引入
        6.4.2 仿真算例
    6.5 基于AUKF算法的一类广义系统多模型故障诊断
        6.5.1 基于移动开窗的AUKF故障诊断滤波器设计
        6.5.2 基于AUKFMMAE算法的故障分离
        6.5.3 仿真算例
    6.6 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它成果
致谢
个人简历



本文编号：3741051