灌渠自动控制最优状态观测器的设计方法研究

介绍了灌渠运行控制最优状态观测器的设计方法，将渐近状态观测器引入到状态观测器设计之中．采用对偶原理解决存在渠道水面干扰和测量误差的状态观测器设计问题，最终用最优状态估计技术设计出适合灌渠运行控制的状态观测器。     

基于极小化条件数的电液伺服控制系统观测器设计

设计良好的状态观测器是电液伺服控制系统故障诊断研究的关键。本文提出一种电液伺服控制系统观测器设计的新方法。针对所构建的位置伺服系统,建立系统的离散非线性模型,绘制系统的离散观测器结构,推导极小化条件数梯度下降法的算法流程并运用该算法优化计算观测器的增益矩阵和Lipschitz常数,为系统设计一个Lipschitz非线性离散观测器。将该观测器与现有的电液伺服控制系统观测器进行比较,发现本文所采用的方法具有计算简单、设计优良等特点。     

一类混合时滞系统的观测器设计

对于一类具有状态和有限自动机输出时滞的离散混合系统,给出了混合观测器的设计方法。观测器由一个位置观测器和一个离散状态观测器组成。前者应用自动机观测器来确定混合系统的当前位置,后者应用龙伯格观测器对系统离散状态的演化进行估计。对于每一个独立的观测器,系统的信息往往不完全,为了在这种情况下仍能应用混合观测器对系统进行观测,在两类独立观测器的基础上给出了一个新的信号产生器,将两类观测器有机结合起来。同时给出了信号产生器中决策函数的充分条件,进一步得到了整个混合观测器指数收敛的充分条件。保证该混合观测器能在有限步内判断出系统的当前位置,同时指数收敛于真实离散时间状态。最后,给出了仿真例子说明设计方法的可行性和有效性。     

一种结合扰动观测器的惯性稳定平台稳定回路设计

介绍了大型重力测量惯性稳定平台的典型陀螺稳定回路设计,在此基础上以稳定回路闭环传递函数为被控对象设计了扰动观测器,实现了扰动观测器与陀螺稳定回路的结合。进行了没有扰动观测器和带有扰动观测器的稳定回路控制仿真对比,仿真结果表明,结合扰动观测器的稳定回路,具有更好的抗低频干扰力矩和高频陀螺测量噪声的能力。     

基于神经网络的状态观测器设计

为了克服传统上用代数方法设计状态观测器时增益过大、重复计算以及不能满足适时性等缺点,针对线性定常系统,利用BP神经网络,设计出了神经网络状态观测器,并对具体系统进行了实验仿真,从而证明了所设计的神经网络状态观测器的合理性和可行性.     

永磁同步电机积分滑模观测器控制

对永磁同步电机观测器控制进行研究,针对传统滑模观测器存在控制精度低、系统抖振较大的不足,设计了一种永磁同步电机积分滑模观测器控制。积分滑模控制具有控制精度高、系统抖振小的特点。积分滑模观测器可以有效提高电机控制精度,增强控制系统抗干扰能力。采用饱和函数代替符号函数进行滑模控制律设计,降低控制系统固有抖振,使滑模控制动态性能提高。通过仿真验证了积分滑模观测器控制策略的可行性。     

间接测量装置的一种设计方法

本分析用于间接测量的观测器优化极点配置及其结构参数的设计方法，给出设计范例和观测器的优化参考模型。     

基于H_∞滤波的电液伺服控制系统鲁棒观测器设计

为了更好地实现电液伺服控制系统的故障诊断,提出一种新的鲁棒状态观测器的设计方法。简化电液伺服控制系统的流量非线性方程,建立系统的线性定常模型;考虑过程噪声与测量噪声,设计系统的鲁棒观测器结构;并运用H∞滤波理论确定观测器设计的性能指标,求解系统的矩阵Riccati方程,计算观测器的反馈增益矩阵。设计实例表明,该方法不仅计算简便、易于工程实现,而且能限制噪声干扰对观测误差的影响。     

基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

针对非线性系统存在外部系统参数矩阵未知的情况,设计自适应律估计未知参数矩阵;构造状态观测器及自适应干扰观测器估计出系统状态和外部干扰;利用估计信息,设计基于自适应干扰观测器的输出反馈复合控制器,补偿和抑制外部干扰对系统的影响.通过仿真对自适应干扰观测器与传统干扰观测器的估计效果进行对比分析,验证了该控制方法对改善系统抗干扰能力的有效性.     

基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

针对非线性系统存在外部系统参数矩阵未知的情况,设计自适应律估计未知参数矩阵;构造状态观测器及自适应干扰观测器估计出系统状态和外部干扰;利用估计信息,设计基于自适应干扰观测器的输出反馈复合控制器,补偿和抑制外部干扰对系统的影响.通过仿真对自适应干扰观测器与传统干扰观测器的估计效果进行对比分析,验证了该控制方法对改善系统抗干扰能力的有效性.     

基于模糊分类的流体管道泄漏故障智能检测方法研究

本文针对基于负压波法管道泄漏实时检测系统误报高和灵敏度低的问题提出一种流体管道泄漏故障智能检测方法,该方法首先给出管道运行参数的确定模型,然后结合模糊算子给出流体管道状态模糊模型,进而利用该模型实现管道故障分类.以这种智能检测方法为核心设计流体管道故泄漏故障智能诊断系统(leak intelligent diagnosis system for fluid pipeline,LIDSFP),通过对某成品油管道实例仿真和在流体管道测试系统上的试验研究,给出了LIDSFP性能指标,进一步分析表明该系统可以有效完成流体管道的泄漏故障诊断.     

车载定位定向导航系统检测仪的设计与实现

本文针对车载定位定向导航系统的结构特点及其在性能检测和故障诊断方面存在的不足。在充分利用该系统现有硬件资源并且不改变其硬件结构的基础上研制了一种检测仪。该检测仪通过串行通信的方式获取导航系统惯性器件的状态数据．采用了基于BP神经网络的数据处理与故障诊断算法．实现了惯性器件的性能检测、故障诊断和检测数据存储等功能．显着提高了检测速度和故障诊断的准确辜。其检测原理为已有装备的性能检测和故障诊断提供了一种新思路。     

重载铁路电化区段信号机械设备故障自动检测方法

为解决重载铁路电化区段信号机械设备故障在检测中存在检测结果误差大、错检与漏检率高等问题，设计了重载铁路电化区段信号机械设备故障自动检测方法。分析重载铁路电化区段信号机械设备的组成，以及机械设备运行的自动化控制过程，确定机械设备故障类型；针对不同故障类型设置故障自动检测判据，利用传感器设备采集实时运行数据，通过滤波和融合后输出初始数据样本，提取信号机械设备实时信号特征，通过计算检测判据相似度，确定信号机械设备故障类型，输出故障自动检测结果。实验结果表明，所提方法综合信号机械设备故障位置、程度等多个方面，使平均检测误差低于1.0,错检率和漏检率均低于1%,提升了重载铁路电化区段信号机械设备故障自动检测的有效性。     

基于降维观测器的系统最优容错控制

针对含有传感器故障的线性连续系统,利用Riccati矩阵方程设计了故障情况下的动态最优容错控制律,并设计了能同时检测出系统状态和故障状态的增广的降维故障检测器,从而实现了系统的故障检测和容错控制并能满足二次型性能指标.仿真实例验证了这种方法简单有效.     

采用滑模观测器的机械臂故障检测与控制优化

针对复合干扰影响下机械臂的故障检测和控制精度问题,提出了一种基于滑模观测器的故障检测和控制优化方法。首先建立了带有电机故障、模型误差和机械摩擦等复合干扰的机械臂系统故障模型,然后设计了滑模观测器来实现在复合干扰下对电机故障的准确检测,最后引入滑模观测器对电机故障程度进行估计,并设计了反步容错控制方法,从而实现了对机械臂系统的精确控制。仿真结果表明,基于滑模观测器的故障检测和控制优化方法能够快速、准确检测和估计电机故障,确保机械臂系统准确跟踪指令信号,角度跟踪误差范围仅为-0.2°～0.2°,能够准确估计出复合干扰的大小,估计误差范围仅为-0.1～0.1 (°)/s²,大大改善了对机械臂的控制效果。     

基于虚拟仪器的电机噪声测量系统设计

噪声检测是一种重要的电机故障诊断方法。基于LabVIEW软件平台,开发了电机噪声虚拟测量系统。该系统通过噪声检测时电机故障的特征量进行辨识,为电机的故障诊断提供依据。     

有源电力滤波器故障诊断系统的设计

针对有源电力滤波器APF（active power filter）中IGBT故障监测的问题,对IGBT及其驱动模块的故障进行了分析,对故障特征与故障检测电路进行了研究,设计了一种基于LabVIEW的故障诊断系统.通过对APF故障特征的归纳,设计了IGBT及其驱动模块的故障检测电路,并将IGBT故障运行与正常运行的时序图进行了对比分析,最后利用LabVIEW上位机对APF故障诊断系统进行了测试.实验结果表明,该诊断系统能对APF故障进行检测,并可有效识别IGBT故障的位置.     

Intelligent fault monitoring and diagnosis in electrical machines

The aim of this paper is to develop an intelligent diagnosis method for fault detection and isolation in induction motors. We consider failures in three components of induction motor: bearing, stator winding and rotor winding. Firstly, a model-based nonlinear observer in the proposed method is designed based on available information. The fault detection decision is carried out by comparing the model-based observer speed with their signatures. Secondly, multiple state observers are constructed based on possible fault function set. The fault isolation decision is made by checking each residual generated by observer state estimation. Finally, simulation tests are given to verify the effectiveness of the proposed fault diagnosis scheme.     

基于混合方法的智能终端故障检测

提出了一种基于混合方法的智能终端故障检测方法。首先介绍了所设计的智能终端故障检测方法，然后提出了一种基于连续小波变换(CWT)和BP神经网络的混合方案，该方案通过连续小波变换得到故障特征值，通过BP神经网络的学习机制对故障特征值进行自动识别和分类，最后将其应用于山火监测装置和微气象装置。结果表明，该方法的智能终端故障检测的准确性虽然会随着天气环境的恶劣情况有所降低，但仍能够始终保持在98%以上，有较高的准确性。     

Design of H(infinity) robust fault detection filter for linear uncertain time-delay systems

In this paper, the robust fault detection filter design problem for linear time-delay systems with both unknown inputs and parameter uncertainties is studied. Using a multiobjective optimization technique, a new performance index is introduced, which takes into account the robustness of the fault detection filter against disturbances and sensitivity to faults simultaneously. The reference residual model is then designed based on this performance index to formulate the robust fault detection filter design problem as an H(infinity) model-matching problem. By applying robust H(infinity) optimization control technique, the existence condition of the robust fault detection filter for linear time-delay systems with both unknown inputs and parameter uncertainties is presented in terms of linear matrix inequality formulation, independently of time delay. In order to detect the fault, an adaptive threshold which depends on the inputs is finally determined. An illustrative design example is used to demonstrate the validity of the proposed approach.