基于KYP引理的廣義系統(tǒng)的故障檢測(cè).pdf

1、在實(shí)際生活中，隨著對(duì)生產(chǎn)安全性和可靠性日益增高的需求，控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。它通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的各種特征信號(hào)的提取與分離，運(yùn)用解析、經(jīng)驗(yàn)和觀測(cè)等手段來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的故障，并確定故障產(chǎn)生的位置，使得人們根據(jù)報(bào)警信息解決故障，避免事故的發(fā)生。
　　廣義系統(tǒng)具有許多獨(dú)特的不同于正常系統(tǒng)的性質(zhì)。廣義系統(tǒng)模型不僅具有微分方程所描述的動(dòng)態(tài)約束，而且具有代數(shù)方程所描述的靜態(tài)約束，因而比起僅含有動(dòng)態(tài)約束的正常系統(tǒng)模型來(lái)說(shuō)，用它來(lái)描述系

2、統(tǒng)更具有一般性。然而，廣義系統(tǒng)不一定滿足正常系統(tǒng)故障檢測(cè)方法的要求，這給廣義系統(tǒng)的故障檢測(cè)帶來(lái)困難。因此，有關(guān)廣義系統(tǒng)的故障檢測(cè)研究受到廣泛關(guān)注。
　　本文基于廣義系統(tǒng)的可容許性條件以及廣義系統(tǒng)的KYP引理，研究帶有有界擾動(dòng)的廣義系統(tǒng)的故障檢測(cè)問(wèn)題。引入H-性能指標(biāo)用來(lái)衡量殘差信號(hào)對(duì)故障的靈敏性，引入H∞性能指標(biāo)用來(lái)衡量殘差信號(hào)對(duì)擾動(dòng)的魯棒性，借助于連續(xù)時(shí)間廣義系統(tǒng)的KYP引理，分別將對(duì)性能指標(biāo)H-/H∞的頻域條件轉(zhuǎn)化為時(shí)域上相應(yīng)

3、的LMI條件。設(shè)計(jì)故障檢測(cè)觀測(cè)器，使得狀態(tài)誤差系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的，且滿足給定的性能指標(biāo)H-/H∞條件。還利用廣義系統(tǒng)的受限等價(jià)形式和正常傳統(tǒng)的KYP引理研究了離散時(shí)間廣義系統(tǒng)的故障檢測(cè)問(wèn)題。主要成果如下:
　　一、對(duì)帶有有界擾動(dòng)的連續(xù)時(shí)間廣義系統(tǒng)執(zhí)行器故障的故障檢測(cè)，設(shè)計(jì)了用廣義系統(tǒng)描述的一類故障檢測(cè)觀測(cè)器。給出了殘差信號(hào)的性能指標(biāo)H-/H∞的LMI條件，結(jié)合廣義系統(tǒng)可容許的條件，得到了該類故障檢測(cè)觀測(cè)器存在的條件，以及觀測(cè)器的增益

4、滿足的條件，可以通過(guò)MATLAB工具箱直接求解。
　　二、對(duì)帶有有界擾動(dòng)的連續(xù)時(shí)間廣義系統(tǒng)傳感器故障的故障檢測(cè)，設(shè)計(jì)了用廣義系統(tǒng)描述的一類故障檢測(cè)觀測(cè)器。針對(duì)該類誤差動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，給出了殘差信號(hào)滿足的性能指標(biāo)H-/H∞的LMI條件，結(jié)合廣義系統(tǒng)可容許的條件，得到了該類故障檢測(cè)觀測(cè)器存在的條件，以及觀測(cè)器的增益滿足的條件，可以通過(guò)MATLAB工具箱直接求解。
　　三、對(duì)帶有有界擾動(dòng)的離散時(shí)間廣義系統(tǒng)的故障檢測(cè)。通過(guò)受限等價(jià)變換，得