基于滑模觀測器的線性系統(tǒng)故障診斷和容錯控制.pdf

1、隨著工業(yè)過程越來越趨向于大型化和復(fù)雜化，系統(tǒng)對可靠性和安全性的要求也越來越高，因而故障診斷和容錯控制已成為當(dāng)前研究的熱門，其中基于模型故障診斷和容錯控制是廣泛應(yīng)用的一種有效方法.近來，越來越多的學(xué)者開始把H∞技術(shù)引入到基于模型的故障診斷和容錯控制中，來加強(qiáng)系統(tǒng)的干擾魯棒性和性敏感性.動態(tài)系統(tǒng)的容錯控制是伴隨著基于解析冗余的故障診斷技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的.狀態(tài)觀測器的出現(xiàn)，不但為冗余及狀態(tài)反饋的技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供了實(shí)際可能性，而且在控制工程的許

2、多方面也得到了實(shí)際應(yīng)用。使用滑模觀測的最大優(yōu)點(diǎn)是，在滑模過程中，對于匹配的求和輸入是敏感的，滑模變結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是一類特殊的非線性控制。因此，滑模觀測器有很廣闊的研究前景，基于滑模觀測器的容錯控制和故障診斷將成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題之一。
　　本文首先簡單介紹了容錯控制，故障診斷的研究目的和意義，及滑模觀測器的概念和發(fā)展現(xiàn)狀，然后分析了現(xiàn)有論文發(fā)現(xiàn)中存在的主要問題.針對這些問題，本文采用了控制檢測系統(tǒng)的完整型設(shè)計，在這個設(shè)計中，控

3、制器和觀測器同時設(shè)計.并概述本文系統(tǒng)模型，觀測器、控制器形式及需要用到的基礎(chǔ)知識。本研究的目的是在有限頻域內(nèi)，求出系統(tǒng)存在干擾的情況下，故障發(fā)生時間，并設(shè)計滑模觀測器和控制器，使系統(tǒng)滿足給定的性能指標(biāo).通過選擇新的因子，并采用矩陣替換技術(shù)及相關(guān)引理，將四個有限低頻故障和高頻擾動問題轉(zhuǎn)化成易于由MATLAB求解的線性矩陣不等式，由Lyapunov穩(wěn)定性理論給出系統(tǒng)在控制器和觀測器共同作用時的穩(wěn)定性條件.又針對每一種故障情形分別給出相應(yīng)的數(shù)