基于观测器的鲁棒故障检测方法及其应用研究

论文摘要

基于观测器的方法是故障诊断领域中一种重要的方法。该方法充分利用系统的数学模型,具有鲁棒性强、效率高和可靠性好等优点。本文的主要研究工作是针对观测器理论,在阅读大量国内外相关文献的基础上,结合目前国内外学者感兴趣的鲁棒理论,设计基于观测器的鲁棒故障检测滤波器。本文首先综述故障诊断技术的研究背景与发展现状,研究基于观测器的控制系统故障检测技术的基本方法。针对含有未知输入干扰的不确定动态系统,运用一种未知输入观测器方法,通过残差体现传感器故障信息。仿真表明,该方法具有良好的鲁棒性。同时,针对残差信号与未知输入干扰不能完全解耦的情况,本文采用特征结构配置方法进行鲁棒故障检测滤波器设计。仿真表明,该方法可以对传感器故障进行准确的故障检测。最后,研究最优解耦策略鲁棒故障检测滤波器方法及其在关联大系统中的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 故障诊断技术简介
• 1.2.1 故障的基本定义和分类
• 1.2.2 故障诊断的研究内容
• 1.2.3 故障诊断系统性能指标
• 1.3 控制系统的故障诊断方法
• 1.4 鲁棒控制理论研究现状
• 1.5 本文的选题与主要工作
• 第二章 基于观测器方法的故障诊断
• 2.1 观测器理论简介
• 2.1.1 全维状态观测器
• 2.1.2 降维状态观测器
• 2.1.3 Luenberger状态观测器
• 2.2 故障检测滤波器的基本原理
• 2.3 传感器故障理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于未知输入观测器的鲁棒故障检测方法
• 3.1 引言
• 3.2 系统不确定性
• 3.3 未知输入观测器理论
• 3.3.1 问题提出
• 3.3.2 未知输入观测器的设计原理
• 3.4 未知输入观测器设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于干扰解耦的鲁棒故障检测方法
• 4.1 基于特征结构配置的鲁棒故障检测方法
• 4.1.1 基于特征结构配置方法的原理
• 4.1.2 基于特征结构配置方法的设计
• 4.2 基于最优解耦的鲁棒故障检测方法研究
• 4.2.1 问题提出
• 4.2.2 基于最优解耦方法的原理及设计
• 4.3 基于最优解耦的关联大系统的故障检测
• 4.3.1 问题提出
• 4.3.2 系统描述与理论知识
• 4.4 本章小结
• 第五章 算例仿真
• 5.1 基于未知输入观测器方法的鲁棒故障检测仿真
• 5.1.1 数学模型描述
• 5.1.2 未知输入观测器的设计
• 5.1.3 故障检测仿真验证
• 5.2 基于特征结构配置方法的鲁棒故障检测仿真
• 5.2.1 基于特征结构配置方法的设计
• 5.2.2 故障检测仿真验证
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献