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(yùn)行，不可避免地會(huì)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(cuò)控制，應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題的各類新方法的研究已成為該領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　 由于實(shí)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(duì)實(shí)際系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制研究變得更加復(fù)雜和困難

2、。基于此，本文針對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)存在的一些問(wèn)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(cè)器及基本控制器設(shè)計(jì)問(wèn)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(jì)的收斂過(guò)程不理想問(wèn)題，文中通過(guò)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(jì)出的PI自適應(yīng)故障診斷觀測(cè)器提高了故障估計(jì)的快速性和平穩(wěn)性，文中還從理論上對(duì)診斷觀測(cè)器的狀態(tài)和故障估計(jì)的收斂性進(jìn)行了證明。
　　 其二，針對(duì)

3、非線性系統(tǒng)執(zhí)行器時(shí)變故障難以診斷估計(jì)問(wèn)題，文中通過(guò)引入PD型迭代學(xué)習(xí)策略，設(shè)計(jì)了一種迭代學(xué)習(xí)故障診斷觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)變故障的準(zhǔn)確、快速估計(jì)，亦從理論上對(duì)該診斷觀測(cè)器的狀態(tài)和故障估計(jì)的收斂性做了證明。
　　 其三，依據(jù)以上設(shè)計(jì)的診斷觀測(cè)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(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)執(zhí)行器跳變及時(shí)變故障的有效補(bǔ)償和對(duì)系統(tǒng)不確定性的魯棒容錯(cuò)控制。
　　 其

4、四，針對(duì)非線性系統(tǒng)的執(zhí)行器故障診斷觀測(cè)器存在的故障自適應(yīng)律切換問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種擴(kuò)張狀態(tài)故障診斷觀測(cè)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(gè)增廣系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)和估計(jì)，避免故障自適應(yīng)律的切換問(wèn)題；并結(jié)合逆系統(tǒng)方法依據(jù)故障估計(jì)值補(bǔ)償故障對(duì)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(jì)了魯棒保性能最優(yōu)控制器。
　　 針對(duì)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(jì)算法對(duì)相應(yīng)的故障估計(jì)快