基于T-S 模糊模型的一类非线性网络控制系统故障检测

针对同时存在网络时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类非线性网络控制系统的鲁棒故障检测问 题．基于不确定T-S 模糊模型描述的非线性网络控制系统模型,完成了网络环境下鲁棒故障检测观测器的设计,使 得残差信号对故障敏感而对外部扰动具有鲁棒性．构造Lyapunov-Krasovskii 函数,并引入一个积分不等式,给出了 使得观测器误差动态系统渐近稳定的充分条件．采用线性矩阵不等式技术将鲁棒故障检测问题转化为具有线性矩阵 不等式约束的凸优化问题求解．仿真算例验证了上述方法应用于此类系统的故障检测的有效性．     

基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计LMI方法

研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设 计问题.引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标,从系 统的L2增益角度出发,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题形成为H∞优化问 题.然后应用线性矩阵不等式技术,给出并证明了该设计问题的解存在条件和求解方法.并通过 简例说明了算法的有效性.     

基于观测器的非线性不确定系统鲁棒故障检测新方法

针对非线性不确定系统的鲁棒故障检测问题,提出了一种采用统计理论的新方法.通过设计全阶故障观测器产生残差信号,将鲁棒故障检测观测器设计问题转化为H∞优化问题;利用H∞范数描述故障检测的鲁棒性,保证系统的抗干扰能力,同时引入H_范数,确保对故障信号的灵敏度;应用线性矩阵不等式技术给出了该设计问题解存在的条件和求解方法.将统计理论用于故障检测阈值的确定,充分考虑了残差信号的随机特性,使故障决策更加准确和可靠.最后通过仿真实例验证了本文方法的有效性.     

不确定奇异时滞系统的鲁棒H∞故障诊断滤波器设计

研究一类受参数不确定性和干扰影响的奇异时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计问题. 把基于观测器的故障诊断滤波器作为残差产生器, 将故障诊断滤波器设计归结为H∞滤波问题, 使产生的残差信号即为故障的H∞估计, 给出了鲁棒H∞故障诊断滤波器存在的充分条件, 并利用锥面互补线性化迭代算法得到了故障诊断滤波器设计的线性矩阵不等式求解方法. 算例验证了算法的有效性.     

LPV鲁棒故障观测器设计

针对线性参数变化（Linear Parameter Varying,LPV）系统的故障检测问题,采用H_- / H_∞混合优化方法,对基于LPV模型的鲁棒故障观测器（RFDO）进行设计,基于离散的参数依赖李亚普诺夫函数,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器的综合条件,经过转化,观测器的设计问题被转化为一组线性矩阵不等式的求解问题;利用LMI工具求解线性矩阵不等式,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器。最后,通过在一点上对故障输入的非线性仿真,验证了该方法的有效性。     

状态时滞系统故障诊断问题的LM I方法研究

应用H∞控制技术，探讨具有不确定输入以及状态时滞系统的鲁棒故障诊断（FD）问题。以残差对扰动信号L2增益体现其对扰动的鲁棒性，而以其对故障信号的L2增益体现残差对故障信号的灵敏度，研究基于状态观测器的FD系统设计线性矩阵不等式（LMI）方法，给出并证明解存在的条件以及观测器增益矩阵的求解方法。最后通过一个简例说明了算法的有效性。     

一类线性Markov 跳跃区间时滞系统的 鲁棒??∞ 故障检测滤波器设计

研究一类线性Markov跳跃区间时滞系统的鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题.采用基于自适应观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题归结为随机H∞滤波问题.应用Lyapunov-Krasovskii方法,通过引入松弛矩阵推导证明了问题可解的时滞依赖充分条件,并进一步通过求解线性矩阵不等式给出了故障检测滤波器参数矩阵的解.仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

一种新的时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计方法

研究具有扰动不确定的状态时滞系统鲁棒故障诊断滤波器的设计问题.通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换,引入一种能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题转化为H∞优化设计问题,应用线性矩阵不等式(LMI)技术,给出并证明了该设计问题解存在的条件和求解方法.最后,通过一个仿真算例来验证本方法的有效性.     

一类非线性时滞系统的H_∞鲁棒故障检测滤波器设计

研究一类受时变时滞影响的非线性不确定系统H∞鲁棒故障检测滤波器设计问题.首先采用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器设计归结为H∞滤波问题;然后应用Lyapunov-Krasovskii方法,推导并证明了问题可解的依赖时滞的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到了观测器增益矩阵的解;最后通过算例验证了所提出方法的有效性.     

线性系统的鲁棒故障诊断

本文讨论了线性系统关于执行器故障的鲁棒诊断问题.应用混沌同步方法,能够将线性系统关于执行器故障的鲁棒诊断问题转化为极点配置问题或线性矩阵不等式的求解问题.该方法能够直接重构故障信息而不是通过产生和评价残差信号得到故障信息,从而避免了产生和评价残差信号的复杂性.     

An LMI approach to design robust fault detection filter for uncertain LTI systems

In this paper, the robust fault detection filter design problem for uncertain linear time-invariant (LTI) systems with both unknown inputs and modelling errors is studied. The basic idea of our study is to use an optimal residual generator (assuming no modelling errors) as the reference residual model of the robust fault detection filter design for uncertain LTI systems with modelling errors and, based on it, to formulate the robust fault detection filter design as an H_∞ model-matching problem. By using some recent results of H_∞ optimization, a solution of the optimization problem is then presented via a linear matrix inequality (LMI) formulation. The main results include the development of an optimal reference residual model, the formulation of robust fault detection filter design problem, the derivation of a sufficient condition for the existence of a robust fault detection filter and a construction of it based on the LMI solution parameters, the determination of adaptive threshold for fault detection. An illustrative design example is employed to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

Design and analysis of robust fault detection filter using LMI tools

In this paper, the robust fault detection filter design problem for linear time invariant (LTI) systems with unknown inputs and modeling uncertainties is studied. The basic idea of our study is to formulate the robust fault detection filter design as a H_∞ model-matching problem. A solution of the optimal problem is then presented via a linear matrix inequality (LMI) formulation. The main results include the formulation of robust fault detection filter design problems, the derivation of a sufficient condition for the existence of a robust fault detection filter and construction of a robust fault detection filter based on the iterative of LMI algorithm.     

An ILMI Approach to RFDF for Uncertain Linear Systems with Nonlinear Perturbations

The robust fault detection filter design for uncertain linear systems with nonlinear perturbations is formulated as a two-objective optimization problem. Solvable conditions for the existence of such a robust fault detection filter are given in terms of matrix inequalities (MIs), which can be solved by applying iterative linear matrix inequality (ILMI) techniques. Particularly, compared with two existing LMI methods, the developed algorithm is more generalized and less conservative. An illustrative example is given to show the effectiveness of the proposed method.     

非线性摄动系统的鲁棒故障诊断滤波器设计ILMI算法

The robust fault detection filter design for uncertain linear systems with nonlinear perturbations is formulated as a two-objective optimization problem. Solvable conditions for the exis- tence of such a robust fault detection filter are given in terms of matrix inequalities (MIs), which can be solved by applying iterative linear matrix inequality (ILMI) techniques. Particularly, compared with two existing LMI methods, the developed algorithm is more generalized and less conservative. An illustrative example is given to show the effectiveness of the proposed method.     

奇异Markov跳跃系统的鲁棒故障检测

研究受L2有界未知输入影响的一类奇异Markov跳跃系统的鲁棒故障检测问题。采用基于观测器的故障检测滤波器（FDF）作为残差产生器,将故障检测滤波器的设计归结为随机意义下的H∞滤波问题。推导并证明了问题可解的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式得到了故障检测滤波器参数矩阵的解。算例验证了所给算法的有效性。     

基于多目标约束的鲁棒故障检测滤波器设计

针对包含未知输入的线性时不变系统,研究了其鲁棒故障检测滤波器设计问题。由于故障信号往往分布在有限频域段内,设计的目标包括使特定有限频域段上的复合性能指标最小化以及满足区域极点配置的要求。一个基于LMI的方法被提出用于解决该设计问题。该方法的优点在于求解过程中可以获取给定有限频域段上的频域指标的真实值,并可求得满足目标的最优解。因此,设计的故障检测滤波器可以获得良好的故障检测性能。一个基于某国产歼击机的设计实例验证了该方法的有效性。     

马尔可夫跳变系统的鲁棒故障检测与时域优化

研究马尔可夫跳变系统(MJS) 鲁棒故障检测滤波器(FDF) 的设计与优化问题. 基于观测器构建残差发生器, 将相应的FDF 设计问题转化为H_∞ 滤波问题, 以LMI 的形式得到并证明了FDF 存在的充分条件及求解方法. 为进一步改善故障检测系统的性能, 采用一种时域优化方法对其进行优化, 并以矩阵Moore-Penrose 逆的形式给出了该优化问题的最优解. 数值仿真表明该方法具有较好的检测效果.     

基于混杂系统方法的一类采样数据系统鲁棒故障检测

针对具有连续时间过程噪声和离散时间测量噪声的采样数据系统, 提出了一种新的鲁棒故障检测直接设计方法. 首先利用具有有限跳变的线性系统作为残差产生器, 采样数据系统的鲁棒故障检测设计问题被描述成采样数据滤波问题, 然后给出有限跳变线性系统有界实引理的线性矩阵不等式(LMI)表达形式, 基于此, 推导出采样数据系统鲁棒故障检测滤波器的存在条件及设计参数, 并将所提方法推广到具有结构不确定性的采样数据系统上. 所设计的滤波器能够保证残差与故障之间误差最小, 并对过程噪声、测量噪声、结构不确定性等因素鲁棒. 最后, 通过数值仿真对所提方法的可行性进行了验证.     

具有随机马尔可夫时延的网络控制系统H∞故障检测

针对存在随机时延的网络环境,研究了一类网络控制系统的H∞故障检测滤波器设计问题．考虑了可 由马尔可夫过程描述的随机时延,网络控制系统被建模成离散时间有限状态的马尔可夫跳变线性系统．基于此类模 型,构造了系统的残差发生器,相应的故障检测问题转化为H∞滤波问题．通过选择合适的滤波器增益,使得残差和 故障之间的误差尽可能地小,保证了残差对于未知输入的鲁棒性．以线性矩阵不等式的形式给出了故障检测滤波器 存在的充分条件,并运用锥补线性化方法完成了滤波器设计过程．数值算例表明,上述网络控制系统故障检测滤波 器不仅对故障敏感,同时对外界扰动具有鲁棒性．     

线性多胞型不确定连续系统故障检测滤波器设计

The paper studies the problem of fault detection filter design for uncertain linear continuous-time systems. A design procedure dealing with parameter uncertainties is proposed for residual generation, the sensitivity to fault and the robustness against disturbances are both enhanced on residual outputs through satisfying some performance indexes. By the aid of the generalized Kalman-Yakubovich-Popov (GKYP) lemma, the fault sensitivity performance index can be dealt with in the given frequency range directly, which avoids approximations associated with frequency weights of the existing techniques. An iterative algorithm based on linear matrix inequality (LMI) is given to obtain the solutions. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed methods.