非线性系统的集成故障诊断和容错控制

摘要

基于解析模型而建立的状态观测法是一种得到了广泛应用的故障诊断和容错控制方法,而该方法在非线性不确定系统中的实际应用却由于未知输入扰动的影响受到一定的局限。针对机电系统中常见的严格反馈型不确定非线性系统,并考虑含有未知输入扰动,提出一种集成故障诊断与容错控制的设计方案,使系统在对不确定模型具有鲁棒性的同时,对执行器故障具有较强的跟踪性。该方案给出一种基于滑模变结构的容错控制器设计方法,并利用滑模变结构中的等值控制方法设计状态观测器,利用自适应方法实现对不同形式故障的重构。将所提方法以电液伺服系统为例进行仿真分析。仿真结果表明,系统对不确定模型具有鲁棒性,对突变、缓变和间歇变化等3种常见形式的故障以及带噪声的缓变故障均可进行较好的重构。