基于滑模的機(jī)電液伺服系統(tǒng)加性故障檢測與容錯(cuò)控制策略研究.pdf

1、本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目為背景，開展了基于解析冗余的機(jī)電液伺服系統(tǒng)在線故障檢測和主動(dòng)容錯(cuò)控制研究，在以下幾方面展開了研究工作:
　　(1)建立包含加性故障描述的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。機(jī)電、電液伺服系統(tǒng)故障多種多樣，各種故障對系統(tǒng)控制性能的影響也各不一致，為研究方便，將這些常見故障以統(tǒng)一的形式來表征，建立統(tǒng)一的包含故障描述的機(jī)電液伺服系統(tǒng)模型。
　　(2)基于狀態(tài)估計(jì)/重構(gòu)的故障檢測。以機(jī)電、電液伺服系統(tǒng)為對象，針對系統(tǒng)存在未建模動(dòng)

2、態(tài)、參數(shù)攝動(dòng)、故障等問題，結(jié)合魯棒濾波技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)設(shè)計(jì)自適應(yīng)魯棒觀測器。在削弱不確定非線性影響的基礎(chǔ)上重構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)的同時(shí)自適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)。利用狀態(tài)重構(gòu)誤差來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障，從理論上給出了參數(shù)自適應(yīng)的上界，避免了人為設(shè)定上界的盲目性。同時(shí)，根據(jù)自適應(yīng)參數(shù)的自適應(yīng)誤差來檢測系統(tǒng)發(fā)生何種故障。
　　(3)基于干擾估計(jì)的加性故障檢測。針對系統(tǒng)的加性故障，設(shè)計(jì)滑模干擾觀測器觀測加性故障水平并進(jìn)行誤差分析，從理論上保證了觀測的準(zhǔn)確性。

3、同時(shí)，為后續(xù)的容錯(cuò)控制策略提供故障信息。
　　(4)針對已發(fā)生加性故障的主動(dòng)容錯(cuò)控制。根據(jù)加性故障檢測結(jié)果，并結(jié)合加性故障觀測信息，設(shè)計(jì)一系列基于滑模的主動(dòng)容錯(cuò)控制策略。通過設(shè)計(jì)滑模觀測器估計(jì)機(jī)電、電液位置伺服系統(tǒng)的加性故障水平和模型不確定性，在主動(dòng)容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)中將其補(bǔ)償，以削弱或消除滑模控制的抖振。同時(shí)，將觀測器滑模面引入到控制器滑模面中構(gòu)造新的控制器滑模面，以保證控制器良好的動(dòng)態(tài)性能。接著，為提升系統(tǒng)控制誤差的收斂性，提出跟