非高斯線性奇異時(shí)滯隨機(jī)分布系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制.pdf

1、近年來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)過(guò)程中自動(dòng)化水平的不斷提高，工業(yè)工程系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，常規(guī)的維護(hù)措施已經(jīng)難以滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)安全性與可靠性的迫切要求，如何及時(shí)地診斷故障并使故障后系統(tǒng)依然能正常運(yùn)行成為了人們的關(guān)切問(wèn)題，故障診斷（FD）與容錯(cuò)控制（FTC）的研究也越來(lái)越受到工程與科研人員的關(guān)注。
　　隨機(jī)分布控制（SDC）系統(tǒng)是指系統(tǒng)輸出為輸出的概率密度函數(shù)的一類隨機(jī)系統(tǒng)，隨機(jī)分布系統(tǒng)在造紙工業(yè)過(guò)程、磨礦過(guò)程、火焰燃燒過(guò)程等實(shí)際工業(yè)過(guò)程中有廣泛的

2、應(yīng)用背景。對(duì)隨機(jī)分布系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與容錯(cuò)控制對(duì)提高隨機(jī)分布系統(tǒng)可靠性有重要的理論與實(shí)際意義。
　　由于傳送帶的物料運(yùn)送、系統(tǒng)建模、數(shù)據(jù)運(yùn)算與傳輸?shù)仍?，時(shí)滯在實(shí)際工業(yè)系統(tǒng)中廣泛存在。時(shí)滯的存在會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能造成很大影響，同時(shí)，時(shí)滯會(huì)很大程度上降低故障診斷和容錯(cuò)控制的有效性。目前，鮮有文獻(xiàn)涉及時(shí)滯奇異SDC系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制。
　　本文以磨礦過(guò)程為背景，對(duì)非高斯線性奇異時(shí)滯隨機(jī)分布系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制進(jìn)行研究，具體

3、研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）對(duì)基于線性B樣條模型的非高斯線性奇異時(shí)滯SDC系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一個(gè)故障診斷觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的診斷，通過(guò)求解相應(yīng)的LMI可以獲取故障診斷觀測(cè)器增益矩陣和故障自適應(yīng)調(diào)節(jié)律增益向量。利用故障的估計(jì)值和其他測(cè)量數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)基于PI跟蹤控制的容錯(cuò)控制器進(jìn)行容錯(cuò)控制，使故障發(fā)生后的輸出概率密度函數(shù)（PDF）仍然可以跟蹤期望輸出PDF，計(jì)算機(jī)仿真對(duì)上述算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　?。?）對(duì)采用平方根B樣條逼近輸出PDF的

4、線性奇異時(shí)滯SDC系統(tǒng)，在考慮PDF逼近誤差的情況下，采用基于自適應(yīng)觀測(cè)器的故障診斷方法對(duì)故障的實(shí)際值進(jìn)行估計(jì)。在容錯(cuò)控制部分，因?yàn)榭紤]了PDF逼近誤差，設(shè)計(jì)容錯(cuò)控制器使故障發(fā)生后的輸出PDF與期望PDF的跟蹤誤差在每一時(shí)刻都滿足一個(gè)合適的上界，實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)跟蹤控制。利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明觀測(cè)誤差系統(tǒng)和跟蹤誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故障診斷和容錯(cuò)控制的增益矩陣通過(guò)求解相應(yīng)的線性矩陣不等式（LMI）得到。最后通過(guò)Matlab仿真實(shí)現(xiàn)對(duì)上述算法的