欠量測與過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的空間幾何方法研究.pdf

1、通常所說的故障診斷是指先通過故障檢測確定故障的發(fā)生，之后運(yùn)用具體的數(shù)學(xué)方法及工具實(shí)現(xiàn)故障的隔離并完成故障修復(fù)的過程。故障診斷技術(shù)在不同的數(shù)據(jù)和模型下可以分為多種形式，為完成線性時(shí)不變系統(tǒng)中器件的故障檢測與隔離問題，本文主要采用空間幾何方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障分析與研究?？臻g幾何方法主要是將系統(tǒng)中的能控性和能觀性轉(zhuǎn)化成狀態(tài)空間中的幾何特性，其特點(diǎn)是可以把復(fù)雜的矩陣運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡單的空間投影運(yùn)算，簡潔明了。利用其中的不可觀測子空間概念，可以構(gòu)建相互

2、獨(dú)立或者是具有相關(guān)量測狀態(tài)情形下的殘差信號(hào)集，實(shí)現(xiàn)殘差信號(hào)與故障特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成系統(tǒng)異常時(shí)的故障檢測與隔離問題。
　　本文基于空間幾何理論方法對(duì)故障的檢測與隔離進(jìn)行研究，首先建立對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)故障模型，并設(shè)計(jì)相關(guān)的殘差產(chǎn)生器，然后通過求解參數(shù)矩陣并通過實(shí)驗(yàn)仿真得到最終的殘差值，主要實(shí)現(xiàn)殘差對(duì)系統(tǒng)輸入和系統(tǒng)噪聲及干擾的解耦，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)特定的故障敏感，而對(duì)其它的故障解耦，最后完成系統(tǒng)的故障檢測與隔離。對(duì)于控制矩陣和量測矩陣都為滿秩

3、的線性時(shí)不變系統(tǒng)中，在伴有輸入干擾和量測噪聲的情形下，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器故障檢測與隔離。在此基礎(chǔ)上，文章主要針對(duì)以下兩種情況開展研究:
　　1)針對(duì)系統(tǒng)方程中量測矩陣不滿秩的問題，把傳感器的故障模式直接轉(zhuǎn)化到系統(tǒng)狀態(tài)中，完成傳感器故障的系統(tǒng)模型建立。首先根據(jù)線性系統(tǒng)理論知識(shí)設(shè)計(jì)出所需要的殘差生成器。然后基于空間幾何方法，通過利用擴(kuò)展的不可觀測子空間對(duì)故障特征進(jìn)行空間劃分及其運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)它們之間的解耦關(guān)系，根據(jù)需要構(gòu)建殘差生成器并完成殘差生成