基于LMI不確定系統(tǒng)魯棒故障診斷方法的研究.pdf

1、三十多年來,控制系統(tǒng)的故障診斷已經(jīng)成為自動控制領域的重要研究方向之一.在充分分析了國內(nèi)外故障診斷技術發(fā)展狀況和目前存在問題的基礎上,針對基于解析模型的不確定系統(tǒng)故障診斷方法的魯棒性問題,選擇了基于線性矩陣不等式(LMI,linear matrix inequality)的魯棒故障診斷方法研究不確定線性時不變系統(tǒng)的故障診斷.基于LMI的魯棒故障診斷方法,針對系統(tǒng)的不確定因素,利用LMI方法設計最優(yōu)的魯棒故障檢測觀測器,得到殘差產(chǎn)生器,然后

2、利用殘差評價函數(shù)計算殘差評價值,最后將殘差評價值與設計的閾值進行比較來判斷控制系統(tǒng)是否有故障發(fā)生. 首先,研究一類同時具有能量有界干擾輸入信號和噪聲干擾信號的線性時不變系統(tǒng)的魯棒故障檢測,通過將魯棒故障檢測問題轉化為H<,∞>/H_性能指標最優(yōu)問題,進而利用LMI的方法求解這一最優(yōu)問題.然后,研究一類同時具有未知輸入擾動和參數(shù)不確定的線性時不變系統(tǒng)的魯棒故障檢測,其中參數(shù)不確定包括系統(tǒng)矩陣參數(shù)不確定和輸入矩陣參數(shù)不確定,考慮到輸

3、入矩陣參數(shù)不確定與系統(tǒng)狀態(tài)是加性關系,將其視為一種加性擾動,以此來簡化模型；針對簡化后的模型,將魯棒故障檢測問題轉化為H<,∞>/H_性能指標最優(yōu)和標準的H<,∞>模型匹配相結合的綜合問題,進而利用LMI的方法求解.通過仿真,結果表明用該方法設計的故障檢測觀測器對故障的靈敏度高,對不確定因素具有較強的魯棒性. 為了進一步驗證故障診斷方法并將其應用到實際中,在深入研究電梯曳引系統(tǒng)機械部分的運動原理的基礎上,建立了電梯曳引系統(tǒng)機械部