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《基于模糊觀測器的故障診斷和容錯控制研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、南京航空航天大學碩士論文摘要本文針對非線性系統(tǒng)研究了基于模糊觀測器的故障診斷和故障調(diào)節(jié)問題，并將提出的算法用Matlab實現(xiàn)仿真驗證。文中首先介紹了故障診斷與容錯控制的發(fā)展及現(xiàn)狀，同時對模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡以及自適應控制技術的發(fā)展給出了簡單的介紹。在用T-S模型對非線性系統(tǒng)進行建模的基礎上，分別設計了模糊檢測觀測器以及模糊自適應診斷觀測器，前者用于檢測故障，后者用于估計執(zhí)行器的增益損失。利用診斷觀測器估計出的故障信息設計故障調(diào)節(jié)律給執(zhí)行機構以相應的補償，恢復系統(tǒng)的性能。并用倒立擺仿真驗證了其有效性。進一步，提出了一種基于T-S模型的魯棒故障檢測方法。針對在對非線性系統(tǒng)用T-
2、S模糊模型建模時存在不確定項的系統(tǒng)，設計魯棒模糊觀測器，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定的約束條件，并將其用于故障檢測。仿真結果證明，設計的觀測器對于系統(tǒng)模型的不確定性有很好的魯棒性，且能夠及時的檢測出故障的發(fā)生。最后，將神經(jīng)網(wǎng)絡與T-S模糊模型相結合，進行非線性系統(tǒng)建模，對于考慮了加性故障的非線性系統(tǒng)，用神經(jīng)網(wǎng)絡在線估計故障信息；并對系統(tǒng)設計具有容錯功能的控制律恢復系統(tǒng)的性能。將提出的算法用簡化的F-16模型進行仿真，仿真結果表明設計的觀測器能夠及時地估計出故障信息，在設計的容錯控制律的調(diào)節(jié)下，系統(tǒng)能夠快速的恢復原來的性能。關鍵詞：故障調(diào)節(jié)、故障檢測、模糊觀測器、非線性系統(tǒng)、T-S模型、
3、神經(jīng)網(wǎng)絡i基于模糊觀測器的故障診斷與容錯控制研究AbstractFuzzyobserverbasedfaultdiagnosisandfaultaccommodationproblemsforakindofnonlinearsystemsarestudiedinthisdissertation.TheproposedmethodsaresimulatedbyMatlabsoftware.AtFirst,thehistoryandthedevelopmentoffaultdetectionandisolation(FDI)andfaulttolerantcontrol(FT
4、C)aresurveyed.Also,fuzzycontroltheory,theadaptivecontroltechniqueandneuralnetworkareintroduced.ThenonlinearsystemismodeledbyT-Sfuzzymodel.Afuzzydetectiveobserverandafuzzyadaptivediagnosticobserveraredesignedrespectively.Theformerisusedtodetectthefaultandbasedonthelatter,afaultestimatesche
5、meisproposed.Then,thefaultestimationisusedtoreconfigurethecontrollawtorecoverthesystemperformance.Theefficiencyofthealgorithmisdemonstratedbyaninvertpendulumexample.Furthermore,afaultdetectionmethodofT-Smodelwithuncertaintiesispresented.Arobustobserverisdesignedforaclassofuncertainnonline
6、arsystemsrepresentedbyT-Smodel,whichisusedtodetectthesystemfault.Stabilityconditionsofsuchobserverareexpressedintermsoflinearmatrixinequalities(LMIs).Thesimulationresultvalidatestheproposedobserverhasgoodabilityagainstuncertaintyandcandetectthefaultintime.Finally,afaultaccommodationapproa
7、chbasedonneuralnetworkfuzzyobserverfornonlinearsystemsispresented.Theneuralnetworkisconstructedtoapproximatethefaulton-line.Thefuzzyobservercanestimatetheshapeofthefault,whichcanbeusedtoreconfigurethecontroller.TheLyapunovtheoremisusedtoprovethestabilityofthefaultys
