基于模型的二維系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制.pdf

1、隨著生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程的規(guī)?；?fù)雜化以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗等方面要求的持續(xù)提高，系統(tǒng)安全性成為一個(gè)至關(guān)重要且需要妥善對(duì)待的問(wèn)題。故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)正好能夠很好地應(yīng)對(duì)由故障引發(fā)的嚴(yán)重的安全性威脅，保證系統(tǒng)性能，因而受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，對(duì)該技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)問(wèn)題，并涌現(xiàn)出大量先進(jìn)的技術(shù)和成功的應(yīng)用成果。
　　二維(2D，two-dimensional)系統(tǒng)在批次過(guò)程、圖像處理等實(shí)際過(guò)程中廣泛存在，且2D系統(tǒng)理論能夠被用來(lái)方

2、便地解決很多具體問(wèn)題。然而，由于2D系統(tǒng)自身復(fù)雜性和困難性，針對(duì)2D系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制研究成果較少，很多問(wèn)題亟待解決。因而，本文基于模型對(duì)2D系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制展開(kāi)研究，以解除故障對(duì)2D系統(tǒng)安全性帶來(lái)的威脅，滿足實(shí)用需求。具體工作和成果包括:
　　第二章到第四章主要研究了2D時(shí)不變系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制問(wèn)題。其中，基于奇異系統(tǒng)方法觀測(cè)器，第二章給出了2D線性系統(tǒng)的狀態(tài)和故障同時(shí)估計(jì)的結(jié)果。利用矩陣秩理論以及2D系統(tǒng)穩(wěn)

3、定性理論，深入分析并給出了可以同時(shí)估計(jì)狀態(tài)和故障的觀測(cè)器漸近穩(wěn)定和一致最終有界的充分必要性條件;在此基礎(chǔ)上，在論文中給出了實(shí)用的觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法。第三章在第二章的基礎(chǔ)上，研究了一類滿足Lipschitz非線性約束的帶系統(tǒng)擾動(dòng)的2D非線性系統(tǒng)的傳感器故障重構(gòu)與補(bǔ)償問(wèn)題?；贚MI技術(shù)，給出了故障重構(gòu)觀測(cè)器全局漸近穩(wěn)定和滿足H∞性能指標(biāo)的充分性條件以及增益矩陣的解，并將重構(gòu)出來(lái)的故障用到容錯(cuò)控制中去。第四章研究了帶系統(tǒng)擾動(dòng)和變狀態(tài)時(shí)滯的2D系

4、統(tǒng)的傳感器故障主動(dòng)容錯(cuò)控制問(wèn)題。在時(shí)域范數(shù)框架下，首先給出了給定誤報(bào)率時(shí)最大化故障檢測(cè)率意義下的2D系統(tǒng)集成故障診斷模塊的設(shè)計(jì);進(jìn)而，依據(jù)故障診斷模塊給出的故障信息，完成控制器重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳感器故障主動(dòng)容錯(cuò)控制。
　　第五章和第六章考慮了2D時(shí)變系統(tǒng)的故障診斷問(wèn)題。其中，第五章依據(jù)線性估計(jì)和Krein空間理論，給出了帶確定性擾動(dòng)和故障的2D線性時(shí)變系統(tǒng)的H∞故障估計(jì)的結(jié)果。論文一并給出了故障估計(jì)器存在的充分必要性條件以及對(duì)應(yīng)的解析解