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《基于觀測器的魯棒故障診斷與容錯控制技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、分類號：密級：UDC：編號：工學博士學位論文基于觀測器的魯棒故障診斷與容錯控制技術研究博士研究生：彭宇指導教師：錢華明教授學科、專業(yè)：導航、制導與控制哈爾濱工程大學2016年3月萬方數據萬方數據分類號：密級：UDC：編號：工學博士學位論文基于觀測器的魯棒故障診斷與容錯控制技術研究博士研究生：彭宇指導教師：錢華明教授學位級別：工學博士學科、專業(yè)：導航、制導與控制所在單位：自動化學院論文提交日期：2016年1月論文答辯日期：2016年3月學位授予單位：哈爾濱工程大學萬方數據萬方數據ClassifiedIndex:U.D.C:ADi
2、ssertationfortheDegreeofD.EngResearchofObserver-BasedRobustFaultDiagnosisandFaultTolerantControlTechnologyCandidate:PengYuSupervisor:Prof.QianHuamingAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:NavigationGuidanceandControlDateofSubmission:January,2016Dateof
3、OralExamination:March,2016University:HarbinEngineeringUniversity萬方數據萬方數據哈爾濱工程大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導師的指導下，由作者本人獨立完成的。有關觀點、方法、數據和文獻的引用已在文中指出，并與參考文獻相對應。除文中已注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱
4、工程大學學位論文授權使用聲明本人完全了解學校保護知識產權的有關規(guī)定，即研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產權屬于哈爾濱工程大學。哈爾濱工程大學有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件。本人允許哈爾濱工程大學將論文的部分或全部內容編入有關數據庫進行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文，可以公布論文的全部內容。同時本人保證畢業(yè)后結合學位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學。涉密學位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學位后即可□在授予學位12個月后□解密后）由哈爾濱工程
5、大學送交有關部門進行保存、匯編等。作者（簽字）：導師（簽字）：日期：年月日年月日萬方數據萬方數據基于觀測器的魯棒故障診斷與容錯控制技術研究摘要由于實際工業(yè)工程對系統(tǒng)安全性和可靠性的需求不斷增長，動態(tài)系統(tǒng)故障診斷與容錯控制技術的研究受到越來越廣泛的關注?；诮馕鋈哂嗟墓收显\斷與容錯控制方法利用以軟件形式體現的進程模型取代傳統(tǒng)硬件冗余，具有高效率，低成本的優(yōu)點。故障診斷分為故障檢測與隔離(FDI)和故障估計(FE)兩部分。前者是決定系統(tǒng)是否發(fā)生故障，并確定故障出現的時間和位置；后者則是在FDI的基礎上，進一步估計出故障的幅值。故障
6、估計是容錯控制的重要組成部分，構造附加控制律取決于故障估計提供的實時故障信息。現代工業(yè)系統(tǒng)的復雜性和高集成性導致故障發(fā)生的概率不斷增加，輕則改變系統(tǒng)的正常行為，重則引發(fā)系統(tǒng)崩潰，造成人員傷亡。因此，控制系統(tǒng)故障診斷與容錯控制的研究是富含重要意義和挑戰(zhàn)性的。本文針對現有常見方法中存在的難點與不足，研究了基于觀測器的魯棒故障診斷與容錯控制的理論與算法。主要研究內容如下：針對一類線性時不變(LTI)系統(tǒng)建模同時包含未知輸入和模型不確定性，提出了一種魯棒故障檢測觀測器的設計方法。在不考慮系統(tǒng)模型誤差的情況下，定義故障靈敏度和干擾魯棒性
7、指標，利用一種新的迭代線性矩陣不等式(LMI)算法解決參考殘差模型的設計問題，保證了其干擾魯棒性與故障靈敏性的最優(yōu)平衡。結合參考殘差模型，將觀測器設計轉化為基于LMI的標準H?模型匹配問題。同時，設計了自適應門限作為故障決策單元，減小了故障檢測的誤報、漏報率。在上述模型不確定的LTI系統(tǒng)故障檢測的基礎上，進一步研究了基于觀測器的故障估計問題。通過構造增廣誤差系統(tǒng)，不僅使傳統(tǒng)觀測器嚴格的存在條件得到了放松，而且有效分離出包括模型不確定性的干擾項。利用基于LMI的改進有界實引理構造了新型的增廣故障估計觀測器(AFEO)實現系統(tǒng)狀態(tài)
8、和故障的同時估計。在故障診斷之后，將研究拓展至基于自適應觀測器的故障估計與容錯控制領域。為了提升傳統(tǒng)自適應故障估計觀測器(CAFEO)的魯棒性和估計性能，通過定義一種新的故障估計模型，運用魯棒H?理論和廣義逆矩陣理論提出了改進自適應故障估計觀測器(IAFEO)的設計方法，同時
