隨著工業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜度和現(xiàn)代生產(chǎn)規(guī)模不斷增加,如何能夠提高控制系統(tǒng)可靠性及其安全性這個問題越來越受到學者們的關(guān)注。而故障診斷為解決這個問題呈現(xiàn)了一種新的有效方法。其中基于解析模型的方法是應(yīng)用最多的,且診斷效果良好,目前這種方法主要是針對線性系統(tǒng),而對于非線性系統(tǒng)尚未形成統(tǒng)一有效的理論。由于實際系統(tǒng)都存在非線性,因此,基于解析模型的故障診斷方法在非線性系統(tǒng)上的應(yīng)用研究成為了當前研究的難點和熱點。本文按照發(fā)生位置的不同對故障進行劃分,將其分為過程動態(tài)故障、執(zhí)行器故障和傳感器故障,這三大類故障幾乎涵蓋了系統(tǒng)中可能發(fā)生的所有故障。本文主要圍繞非線性系統(tǒng)的這三大類故障進行基于解析模型的故障診斷方法研究,同時提出了非線性系統(tǒng)執(zhí)行器和傳感器的復(fù)合故障診斷策略。為提高診斷系統(tǒng)的可靠性,對所提出的故障診斷方法進行了簡要的魯棒性分析,并對這些方法應(yīng)用于航天器控制系統(tǒng)進行了初步探索。對于非線性系統(tǒng)過程動態(tài)故障,提出了基于擴展狀態(tài)觀測器的故障診斷方法。首先將非線性系統(tǒng)通過坐標變換轉(zhuǎn)換為三角形式的系統(tǒng),設(shè)計擴展狀態(tài)觀測器估計變換后系統(tǒng)的狀態(tài),以及非線性項和不確定因素兩者的總和。然后根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的估計值和系統(tǒng)結(jié)構(gòu),選...

【文章來源】： 廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 故障診斷的基本問題
        1.2.1 故障診斷的概念
        1.2.2 故障診斷的任務(wù)
        1.2.3 故障的分類
    1.3 故障診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 非線性系統(tǒng)的故障診斷方法分類
        1.4.1 定量分析的方法
        1.4.2 定性分析的方法
    1.5 本文結(jié)構(gòu)及創(chuàng)新點
第二章 基于擴展狀態(tài)觀測器的非線性系統(tǒng)過程動態(tài)故障診斷
    2.1 引言
    2.2 問題描述
        2.2.1 系統(tǒng)變量估計
        2.2.2 動態(tài)補償線性化
    2.3 過程動態(tài)故障診斷
    2.4 閾值分析
    2.5 仿真算例
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于自適應(yīng)觀測器的非線性系統(tǒng)執(zhí)行器故障診斷
    3.1 引言
    3.2 問題描述
        3.2.1 坐標變換
        3.2.2 診斷目標
    3.3 執(zhí)行器故障診斷
        3.3.1 自適應(yīng)觀測器的設(shè)計
        3.3.2 自適應(yīng)觀測器的收斂性證明
    3.4 仿真算例
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于自適應(yīng)觀測器的非線性系統(tǒng)傳感器故障診斷
    4.1 引言
    4.2 問題描述
        4.2.1 坐標變換
        4.2.2 診斷目標
    4.3 傳感器故障診斷
        4.3.1 自適應(yīng)觀測器的設(shè)計
        4.3.2 自適應(yīng)觀測器的收斂性證明
    4.4 仿真算例
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于自適應(yīng)觀測器的非線性系統(tǒng)復(fù)合故障診斷
    5.1 引言
    5.2 問題描述
        5.2.1 坐標變換
        5.2.2 設(shè)計目標
    5.3 執(zhí)行器和傳感器的復(fù)合故障診斷
        5.3.1 自適應(yīng)觀測器的設(shè)計
        5.3.2 自適應(yīng)觀測器的收斂性證明
    5.4 仿真算例
    5.5 本章小結(jié)
第六章 魯棒性分析及應(yīng)用實例
    6.1 引言
    6.2 魯棒性分析
    6.3 應(yīng)用實例
        6.3.1 航天器控制系統(tǒng)數(shù)學描述
        6.3.2 航天器控制系統(tǒng)執(zhí)行器故障診斷分析
        6.3.3 航天器控制系統(tǒng)傳感器故障診斷分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于小波變換與等價空間的無人機作動器故障檢測 [J]. 薛婷,鐘麥英,李鋼.  控制理論與應(yīng)用. 2016(09)
[2]基于自適應(yīng)未知輸入觀測器的非線性動態(tài)系統(tǒng)故障診斷 [J]. 胡正高,趙國榮,李飛,周大旺.  控制與決策. 2016(05)
[3]復(fù)合故障診斷技術(shù)綜述 [J]. 張可,周東華,柴毅.  控制理論與應(yīng)用. 2015(09)
[4]基于MMST分組的一類MIMO非線性系統(tǒng)執(zhí)行器故障自適應(yīng)補償控制 [J]. 張紹杰,邱相瑋,劉春生,胡壽松.  自動化學報. 2014(11)
[5]變流器故障診斷技術(shù)綜述 [J]. 王智弘,李東輝.  大功率變流技術(shù). 2014(05)
[6]基于高增益滑模觀測器的非線性系統(tǒng)執(zhí)行器魯棒故障檢測 [J]. 劉聰,李穎暉.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2014(08)
[7]基于參數(shù)估計的一類非線性系統(tǒng)故障診斷算法 [J]. 孫蓉,劉勝,張玉芳.  控制與決策. 2014(03)
[8]一類非線性系統(tǒng)故障診斷觀測器設(shè)計 [J]. 孫蓉,劉勝,張玉芳.  控制理論與應(yīng)用. 2013(11)
[9]一種基于最優(yōu)未知輸入觀測器的故障診斷方法 [J]. 胡志坤,孫巖,姜斌,何靜,張昌凡.  自動化學報. 2013(08)
[10]基于案例推理和等價空間的定性/定量混合故障診斷方法 [J]. 任章,李清東,董磊,潘宇雄,孫艷兵.  南京航空航天大學學報. 2011(S1)



本文編號：3543811