基于滑模觀測器的故障重構(gòu)方法研究.pdf

1、隨著動態(tài)系統(tǒng)對性能以及安全性和可靠性要求的不斷提高，故障診斷和分離技術(shù)受到更多的關(guān)注。故障診斷的基本目的是當(dāng)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生告警并且識別故障發(fā)生的性質(zhì)和位置。最常用的故障診斷方法就是通過比較測量輸出和觀測輸出以產(chǎn)生殘差，通過決策判斷是否產(chǎn)生故障以及判斷故障發(fā)生的位置。近年來，故障重構(gòu)成為殘差方法的一種新的替代方法，該方法不僅能檢測和分離故障，而且能實(shí)現(xiàn)對故障的估計(jì)。因此，故障重構(gòu)問題已經(jīng)吸引了國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注，并且己經(jīng)取得了長足的進(jìn)展

2、。
　　本文研究了基于滑模觀測器的故障重構(gòu)方法。本論文主要內(nèi)容包括以下幾部分:
　　本文首先對基于滑模觀測器的線性系統(tǒng)故障重構(gòu)方法進(jìn)行概述，并將其應(yīng)用于車輛發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的執(zhí)行器故障重構(gòu)和傳感器故障重構(gòu)問題中。隨后將該方法進(jìn)一步推廣，研究了基于滑模觀測器的T-S模糊系統(tǒng)的傳感器故障重構(gòu)問題，給出了滑模觀測器增益求解的迭代線性矩陣不等式方法，并應(yīng)用于車輛電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的橫擺角速度傳感器和加速度傳感器故障重構(gòu)中。<

3、br>　　分析了一類具有執(zhí)行器故障的廣義線性系統(tǒng)滑模觀測器設(shè)計(jì)問題，將該問題轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)滑模觀測器的設(shè)計(jì)，并由此給出了滑模觀測器存在的充分條件。同時(shí)將該方法推廣到一般形式的廣義線性系統(tǒng)中。為充分利用滑模觀測器各個(gè)參數(shù)的設(shè)計(jì)自由度，在提出一種新的廣義線性系統(tǒng)規(guī)范型基礎(chǔ)上，給出了基于規(guī)范型的廣義線性系統(tǒng)滑模觀測器設(shè)計(jì)方法，并將該方法和LMI設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)觀測器增益的求解。通過輸出濾波器的引入，將具有傳感器故障的廣義線性系統(tǒng)的滑模觀測

4、器設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為具有執(zhí)行器故障的廣義線性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，并給出了具有傳感器故障的廣義線性系統(tǒng)的滑模觀測器存在的充分條件。
　　分別針對具有不確定性和Lipschitz非線性的廣義系統(tǒng)的執(zhí)行器故障重構(gòu)問題，給出了基于滑模觀測器的故障重構(gòu)設(shè)計(jì)方法，該方法能夠保證從不確定項(xiàng)到故障重構(gòu)誤差的L2增益最小化。利用H∞控制理論，將該設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為具有線性矩陣不等式約束的凸優(yōu)化問題。
　　針對一類廣義線性系統(tǒng)的級聯(lián)滑模觀測器設(shè)計(jì)問題，通過