基于SPSB測試平臺的船舶推進系統(tǒng)故障診斷與容錯控制研究.pdf

1、隨著船舶自動化程度和復(fù)雜性提高，船舶推進系統(tǒng)檢測/執(zhí)行單元故障率相應(yīng)增大。目前，SPSB（Ship Propulsion System Benchmarks：船舶推進系統(tǒng)基準(zhǔn)）作為船舶推進系統(tǒng)故障診斷與容錯控制研究的開放性仿真測試平臺，一系列基于SPSB的研究成果已應(yīng)用于實際工程系統(tǒng)，并推廣到了其它控制領(lǐng)域。本文基于SPSB測試平臺，結(jié)合線性/非線性多性能指標(biāo)約束故障診斷觀測器設(shè)計方法，利用 LMI、T-S模糊模型和滑模控制等方法對 P

2、S（Propulsion System：船舶推進系統(tǒng)）的故障診斷與容錯控制展開研究。
　　首先，通過基于SPSB測試平臺船舶推進系統(tǒng)子模塊數(shù)學(xué)模型（如：調(diào)距槳控制系統(tǒng)，船速控制系統(tǒng)，柴油機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)等），推導(dǎo)了船舶推進系統(tǒng)整體非線性數(shù)學(xué)模型，分析總結(jié)了船舶推進系統(tǒng)典型的傳感器/執(zhí)行器故障模型，并給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)解析式。
　　其次，針對可調(diào)螺距槳液壓系統(tǒng)泄漏故障，給出了LTI系統(tǒng)同時具備極點指標(biāo)、協(xié)方差指標(biāo)、魯棒性指標(biāo)和故障

3、靈敏度指標(biāo)約束下的故障診斷觀測器設(shè)計方法，利用 LMI方法，分析了靈敏度指標(biāo)跟其他指標(biāo)的相容性問題，給出了多指標(biāo)約束故障診斷觀測器的設(shè)計步驟，有效提升了故障估計的快速性和準(zhǔn)確性。
　　再次，建立了船舶推進系統(tǒng)的T-S模糊模型，結(jié)合滿意控制理論，通過模糊化與反模糊化將船舶推進系統(tǒng)分成多個局部子系統(tǒng)，給出了各局部子系統(tǒng)在執(zhí)行器恒偏差故障下，滿足極點指標(biāo)，魯棒性指標(biāo)和靈敏度指標(biāo)約束的故障診斷觀測器設(shè)計方法。利用 Simulink工具箱建