基于观测器的线性不确定系统传感器鲁棒故障诊断.pdf

硕士学位论文控制理论与控制工程吴菊芬南京师范大学
学位论文独创性声明学位论文使用授权声明⋯㈣的电子版和纸质版:有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允本人郑重声明:⒓岢忠噪∏笫怠⒋葱乱坏目蒲Ь翊邮卵芯抗ぷ鳌⒈韭畚氖俏腋鋈嗽诘际χ傅枷陆械难芯抗ぷ骱腿〉玫难芯成果。⒈韭畚闹谐耐猓惺笛椤⑹莺陀泄夭牧暇钦媸档摹⒈韭畚闹谐暮椭滦坏哪谌萃猓话渌嘶蚱渌已经发表或撰写过的研究成果。⑵渌径员狙芯克龅墓毕拙言诼畚闹凶髁松鞑⒈硎了谢意。研究生签名:本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文许论文进入学校图书馆被查阅;有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。日
摘要传感器是测量与控制系统中不可缺少的重要部分,如果出现故障,系统将得到错误的监测信号,从而导致测控系统异常,甚至会引发非常严重的后果。因此,对传感器故障进行分析和研究,运用适当的方法诊断出故障是非常必要的。基于模型的故障诊断理论是二十世纪七十年代最早发展起来的,经过近三十年的迅速发展取得了许多比较成熟的研究成果,如未知输入观测器法、特征结构配置法、等价空间法、参数估计法等。基于未知输入观测器的方法和基于特征结构配置的方法是鲁棒故障诊断领域两种重要的方法,通过对未知输入干扰解耦使设计的观测器具有鲁棒性,本文重点研究了这两种针对线性不确定系统的传感器故障诊断方法。基于未知输入观测器拇ǜ衅鞴收险锒戏椒ㄊ歉菥卣蠓纸獾睦砺郏设计了与未知输入干扰解耦的降阶@盟杓频墓鄄馄魃陕嘲舨胁罘⑸器,使产生的残差信号与干扰解耦,通过残差信号可准确地实现传感器故障的检测。本文还研究了基于墓收现毓狗椒ㄖ毓勾ǜ衅鞴收希唇ùǜ衅鞴收贤过增广矩阵纳入到系统的状态变量中来设计观测器,该鲁棒观测器估计系统状态的同时,估计出传感器故障的形式和大小。本文以为仿真工具,利用搭建传感器故障诊断的系统模型,把设计的故障诊断算法运用到搭建的模型中,仿真结果验证了算法的有效性。基于特征结构配置的传感器故障诊断方法是根据特征结构配置原理,采用将奇异值分解与右特征向量配置相结合的方法,设计了一种基于全维观测器的故障诊断残差发生器,使产生的残差信号自身直接与干扰解耦,从而对干扰具有鲁棒性,通过残差信号可准确地实现传感器故障的检测。本文还研究了基于特征右特征向量配置的故障重构方法重构传感器故障,在检测故障的同时,估计出故障的形式和大小。特征结构配置法在进行传感器故障诊断时不受不确定性干扰的影响,提高了故障诊断的可靠性和精度。仿真结果验证了算法的有效性。在研究线性定常不确定系统传感器故障诊断方法的基础上,本文以一类线性时滞不确定系统为研究对象,采用线性矩阵不等式姆椒ǎ杓坪心诓时滞与不含有内部时滞两种未知输入观测器。利用所设计的观测器生成残差发生器,通过残差发生器产生的残差信号与干扰解耦,从而准确地检测出传感器故障。仿真结果验证了算法的有效性。关键词:传感器故障,故障检测与诊断,故障重构,鲁棒性,未知输入观测器,右特征向量配置,‘
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目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第滦髀邸课题背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.国内外研究现状及发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯传感器故障诊断方法综述⋯⋯⋯⋯⋯.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯基于观测器的传感器鲁棒故障诊断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.基于矩阵分解的未知输入观测器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第禄谔卣鹘峁古渲玫拇ǜ衅髀嘲艄收现毓埂特征结构配置法的基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...胁罘⑸ú街琛基于氖敝拖低澄粗J淙牍鄄馄魃杓啤课题主要研究工作及论文组织结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第禄贚的线性时滞系统传感器鲁棒故障诊断⋯⋯⋯⋯⋯⋯.
.ú⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第陆崧塾胝雇工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯研究展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.在读期间发表学术论文及参与相关课题研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯