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

1、現代控制系統(tǒng)不斷朝著規(guī)模集成化、結構復雜化和功能智能化方向發(fā)展，眾多數量的傳感器、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，應對此類問題的各類新方法的研究已成為該領域的熱點和難點。
　　 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雜和困難

2、?；诖耍疚尼槍υ摷夹g領域內存在的一些問題，結合逆系統(tǒng)方法，圍繞非線性系統(tǒng)故障調節(jié)中的故障診斷觀測器及基本控制器設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)，改進了一類純積分型故障自適應算法，設計出的PI自適應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型迭代學習策略，設計了一種迭代學習故障診斷觀測器實現了對時變故障的準確、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，依據以上設計的診斷觀測器，考慮系統(tǒng)外界干擾和參數的不確定性影響，在逆系統(tǒng)方法框架下將內模控制引入，最終在執(zhí)行器故障快速估計的基礎上，實現了對執(zhí)行器跳變及時變故障的有效補償和對系統(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律切換問題，設計一種擴張狀態(tài)故障診斷觀測器。文中將執(zhí)行器故障和系統(tǒng)干擾擴展成一階狀態(tài)重構了一個增廣系統(tǒng)對故障進行檢測和估計，避免故障自適應律的切換問題；并結合逆系統(tǒng)方法依據故障估計值補償故障對系統(tǒng)的影響，在此基礎上還為補償后的偽線性系統(tǒng)設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行有效性仿真研究，結果表明文中所給出的不同執(zhí)行器故障估計算法對相應的故障估計快