基于KYP引理的廣義系統(tǒng)的故障檢測.pdf

1、在實際生活中，隨著對生產(chǎn)安全性和可靠性日益增高的需求，控制系統(tǒng)的故障檢測已成為當下研究的熱點問題。它通過對系統(tǒng)的各種特征信號的提取與分離，運用解析、經(jīng)驗和觀測等手段來檢測系統(tǒng)的故障，并確定故障產(chǎn)生的位置，使得人們根據(jù)報警信息解決故障，避免事故的發(fā)生。
　　廣義系統(tǒng)具有許多獨特的不同于正常系統(tǒng)的性質(zhì)。廣義系統(tǒng)模型不僅具有微分方程所描述的動態(tài)約束，而且具有代數(shù)方程所描述的靜態(tài)約束，因而比起僅含有動態(tài)約束的正常系統(tǒng)模型來說，用它來描述系

2、統(tǒng)更具有一般性。然而，廣義系統(tǒng)不一定滿足正常系統(tǒng)故障檢測方法的要求，這給廣義系統(tǒng)的故障檢測帶來困難。因此，有關(guān)廣義系統(tǒng)的故障檢測研究受到廣泛關(guān)注。
　　本文基于廣義系統(tǒng)的可容許性條件以及廣義系統(tǒng)的KYP引理，研究帶有有界擾動的廣義系統(tǒng)的故障檢測問題。引入H-性能指標用來衡量殘差信號對故障的靈敏性，引入H∞性能指標用來衡量殘差信號對擾動的魯棒性，借助于連續(xù)時間廣義系統(tǒng)的KYP引理，分別將對性能指標H-/H∞的頻域條件轉(zhuǎn)化為時域上相應(yīng)

3、的LMI條件。設(shè)計故障檢測觀測器，使得狀態(tài)誤差系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的，且滿足給定的性能指標H-/H∞條件。還利用廣義系統(tǒng)的受限等價形式和正常傳統(tǒng)的KYP引理研究了離散時間廣義系統(tǒng)的故障檢測問題。主要成果如下:
　　一、對帶有有界擾動的連續(xù)時間廣義系統(tǒng)執(zhí)行器故障的故障檢測，設(shè)計了用廣義系統(tǒng)描述的一類故障檢測觀測器。給出了殘差信號的性能指標H-/H∞的LMI條件，結(jié)合廣義系統(tǒng)可容許的條件，得到了該類故障檢測觀測器存在的條件，以及觀測器的增益

4、滿足的條件，可以通過MATLAB工具箱直接求解。
　　二、對帶有有界擾動的連續(xù)時間廣義系統(tǒng)傳感器故障的故障檢測，設(shè)計了用廣義系統(tǒng)描述的一類故障檢測觀測器。針對該類誤差動態(tài)系統(tǒng)，給出了殘差信號滿足的性能指標H-/H∞的LMI條件，結(jié)合廣義系統(tǒng)可容許的條件，得到了該類故障檢測觀測器存在的條件，以及觀測器的增益滿足的條件，可以通過MATLAB工具箱直接求解。
　　三、對帶有有界擾動的離散時間廣義系統(tǒng)的故障檢測。通過受限等價變換，得