基于滑模觀測器的廣義系統(tǒng)的故障診斷與重構(gòu).pdf

1、故障的診斷與隔離(Fault Detection and Isolation)正日益成為一個重要的研究領(lǐng)域。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時，就被認(rèn)為發(fā)生了故障，例如：執(zhí)行器或傳感器故障。故障診斷和隔離的基本目的是當(dāng)故障發(fā)生時產(chǎn)生報(bào)警，并且確定故障的類型和它所在位置。常見的故障診斷和隔離方法是基于觀測器：把設(shè)備有規(guī)律的輸出值與根據(jù)系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)的觀測器輸出值進(jìn)行比較，其差值作為殘差，根據(jù)殘差信號來確定目前是否為故障條件。然而，系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)具有一定的不確定

2、性，該不確定性將導(dǎo)致在無故障時觸發(fā)一個假報(bào)警信號，更嚴(yán)重時，不確定性對故障結(jié)果的掩蓋，致使檢測不出來存在的故障。這就要求故障診斷和隔離的魯棒設(shè)計(jì)，即要求觀測器對于系統(tǒng)模型的不確定性的反應(yīng)是遲鈍的。 滑模概念是上世紀(jì)60年代后期前蘇聯(lián)科學(xué)家提出的，是探究電力系統(tǒng)不連續(xù)控制作用的結(jié)果。在開關(guān)控制律的使用中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)能被逼近到達(dá)并隨后保持在這個定義的狀態(tài)空間，同時被強(qiáng)制在這個表面，導(dǎo)致的降階模被稱為滑動模態(tài)。滑動模態(tài)顯示出對不確定性

3、或外部干擾信號的完全自適應(yīng)性是輸入通道固有的。其內(nèi)在的魯棒特性在世界范圍內(nèi)引起了對滑?？刂蒲芯康膹V泛興趣。隨后這些觀點(diǎn)被應(yīng)用到其他領(lǐng)域，包括通過觀測器的狀態(tài)估計(jì)問題。 本文利用滑動模態(tài)的強(qiáng)魯棒性，將基于滑模觀測器的正常系統(tǒng)故障重構(gòu)的方法推廣到一個正則的并且真可穩(wěn)和真可檢的廣義系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)滑模觀測器，重構(gòu)同時發(fā)生的執(zhí)行器故障和傳感器故障，通過設(shè)計(jì)使系統(tǒng)中存在的不確定性影響最小。仿真示例顯示，設(shè)計(jì)的滑模觀測器能獲得執(zhí)行器和傳感器故障