一維-二維系統(tǒng)多通道故障的診斷與補償.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程日趨復(fù)雜化、規(guī)?；豢杀苊獾臅霈F(xiàn)大量故障，進而威脅系統(tǒng)的性能甚至安全性，因此生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行成為社會普遍關(guān)注的焦點問題。故障診斷能夠有效的檢測到故障的出現(xiàn)，判斷發(fā)生的位置，估計故障的幅值，為系統(tǒng)補償故障提供充足的信息;容錯控制能夠保證系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下有可接受的穩(wěn)定性和可靠性等性能。因而，故障診斷和容錯控制技術(shù)成為學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用的熱點問題，各種理論和技術(shù)應(yīng)用相繼涌現(xiàn)，發(fā)展迅速。
　　二維系統(tǒng)廣泛存在

2、于各種工業(yè)領(lǐng)域，其理論能夠方便有效的解決許多問題。在實際中，二維系統(tǒng)面臨著來自故障的威脅，大量的故障會導(dǎo)致其性能下降，因此同樣需要可靠性和安全性。然而由于二維系統(tǒng)的復(fù)雜性，關(guān)于故障診斷和容錯控制的研究成果寥寥無幾，很多基本問題亟待解決。本文系統(tǒng)研究了一維與二維系統(tǒng)的多通道故障，既考慮了一維系統(tǒng)多通道間歇故障的容錯控制，又考慮了二維系統(tǒng)多通道故障的估計與觀測器設(shè)計問題。具體內(nèi)容和研究成果如下:
　　針對一維系統(tǒng)多通道間歇故障，本文在

3、第二章和第三章考慮非線性系統(tǒng)，提出一個全新的間歇故障數(shù)學(xué)模型，即Markov模型，與傳統(tǒng)的Bernoulli模型不同，它能夠同時表示傳感器和執(zhí)行器故障。在第二章，基于H∞控制，將間歇故障的容錯控制問題轉(zhuǎn)化為Markov跳躍系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，利用線性矩陣不等式，本章設(shè)計了動態(tài)輸出反饋控制器來實現(xiàn)間歇故障的被動容錯控制。第三章進一步考慮狀態(tài)時滯，系統(tǒng)不確定性，細(xì)致分析在Markov跳躍系統(tǒng)轉(zhuǎn)移概率部分未知情形下多通道間歇故障的容錯控制問題。

4、
　　關(guān)于二維系統(tǒng)多通道故障的估計與觀測器設(shè)計，本文在第四章和第五章分別考慮二維時不變系統(tǒng)和二維時變系統(tǒng)。在第四章，針對存在漸進穩(wěn)定的觀測器和存在一致最終有界觀測器兩種情形，探究了存在上述兩類觀測器的秩條件和時域下LMI條件?；诙S奇異系統(tǒng)理論，給出觀測器存在的充要條件和具體的設(shè)計方法來同時估計系統(tǒng)狀態(tài)和多通道故障。第五章進一步分析二維時變系統(tǒng)的故障估計問題，同時考慮多通道故障和噪聲，基于廣義Kalman估計理論，給出了在無偏最