基于逆系統(tǒng)方法的非線性系統(tǒng)故障調(diào)節(jié)研究.pdf

1、現(xiàn)代控制系統(tǒng)不斷朝著規(guī)模集成化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能智能化方向發(fā)展，眾多數(shù)量的傳感器、執(zhí)行器以及系統(tǒng)元部件協(xié)同運行，不可避免地會增加故障發(fā)生的幾率。為減少因故障造成的不利影響，提高系統(tǒng)可靠性和安全性變得尤為重要。作為解決途徑之一的故障診斷與容錯控制，應(yīng)對此類問題的各類新方法的研究已成為該領(lǐng)域的熱點和難點。
　　 由于實際系統(tǒng)中或多或少存在非線性，加之系統(tǒng)建模誤差和各種外界干擾，使得對實際系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制研究變得更加復(fù)雜和困難

2、?；诖耍疚尼槍υ摷夹g(shù)領(lǐng)域內(nèi)存在的一些問題，結(jié)合逆系統(tǒng)方法，圍繞非線性系統(tǒng)故障調(diào)節(jié)中的故障診斷觀測器及基本控制器設(shè)計問題開展了以下研究工作：
　　 其一，為了提高已有成果中非線性系統(tǒng)執(zhí)行器跳變故障估計的收斂過程不理想問題，文中通過引入比例環(huán)節(jié)，改進(jìn)了一類純積分型故障自適應(yīng)算法，設(shè)計出的PI自適應(yīng)故障診斷觀測器提高了故障估計的快速性和平穩(wěn)性，文中還從理論上對診斷觀測器的狀態(tài)和故障估計的收斂性進(jìn)行了證明。
　　 其二，針對

3、非線性系統(tǒng)執(zhí)行器時變故障難以診斷估計問題，文中通過引入PD型迭代學(xué)習(xí)策略，設(shè)計了一種迭代學(xué)習(xí)故障診斷觀測器實現(xiàn)了對時變故障的準(zhǔn)確、快速估計，亦從理論上對該診斷觀測器的狀態(tài)和故障估計的收斂性做了證明。
　　 其三，依據(jù)以上設(shè)計的診斷觀測器，考慮系統(tǒng)外界干擾和參數(shù)的不確定性影響，在逆系統(tǒng)方法框架下將內(nèi)?？刂埔耄罱K在執(zhí)行器故障快速估計的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對執(zhí)行器跳變及時變故障的有效補(bǔ)償和對系統(tǒng)不確定性的魯棒容錯控制。
　　 其

4、四，針對非線性系統(tǒng)的執(zhí)行器故障診斷觀測器存在的故障自適應(yīng)律切換問題，設(shè)計一種擴(kuò)張狀態(tài)故障診斷觀測器。文中將執(zhí)行器故障和系統(tǒng)干擾擴(kuò)展成一階狀態(tài)重構(gòu)了一個增廣系統(tǒng)對故障進(jìn)行檢測和估計，避免故障自適應(yīng)律的切換問題；并結(jié)合逆系統(tǒng)方法依據(jù)故障估計值補(bǔ)償故障對系統(tǒng)的影響，在此基礎(chǔ)上還為補(bǔ)償后的偽線性系統(tǒng)設(shè)計了魯棒保性能最優(yōu)控制器。
　　 針對上述方法采用典型算例進(jìn)行有效性仿真研究，結(jié)果表明文中所給出的不同執(zhí)行器故障估計算法對相應(yīng)的故障估計快