不确定线性系统基于自适应比例积分观测器的鲁棒故障检测

摘要

在故障检测领域,基于观测器的故障检测被普遍应用。由于建模不确定性,环境等一些不确定因素的影响,基于鲁棒观测器的故障检测技术的研究和发展是最迫切的。
　　本文针对含有建模不确定线性系统提出了一种广义自适应比例积分观测器。此观测器同时具有广义比例积分观测器和自适应观测器的优势,可以在一定程度上取得更好的检测效果。
　　本文的主要思想是针对不含有模型不确定的系统设计广义比例积分观测器型的残差产生器,使得其残差信号满足对故障信号敏感,对外界未知干扰具有鲁棒性的要求;然后将此残差产生器作为参考模型,进而考虑不确定线性系统,对其设计鲁棒观测器,使鲁棒残差产生器与参考模型进行匹配,使他们之间的差别最小。基于此研究思想,主要研究成果如下:
　　1)本文提出了一种新型的广义自适应比例积分观测器,将比例积分观测器的多自由度及自适应观测器的广阔的应用范围相结合,取得了更好的检测效果。
　　2)对名义系统设计广义比例积分观测器部分,本论文通过对作用域范围的修改,降低了完全采用广义KYP引理所产生的保守性。
　　3)在模型匹配部分,本文将鲁棒残差产生器与参考模型结合为一个系统进行进一步求解,并解决了系统维数扩展造成的求解复杂性问题,最后得出了LMI形式及自适应规律。
　　最后,通过仿真验证得出,本文提出的方法对外界干扰是带有延迟的三角函数时具有良好的性能。

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第1章 绪 论

1.1 课题的来源及研究的目的和意义

1.2 故障检测技术

1.3结构安排和主要工作

第2章 名义系统基于观测器的故障检测

2.1 预备知识

2.2 问题的提出

2.3 残差产生器的设计

2.4 故障检测观测器的求解

2.5 本章小结

第3章 不确定线性系统的鲁棒故障检测

3.1 不确定线性系统的提出

3.2 鲁棒残差产生器的设计

3.3 本章小结

第4章 仿真研究

4.1 名义系统部分的仿真

4.2 不确定系统的仿真

4.3 本章小结

结论

参考文献

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