一类非线性系统故障诊断观测器设计

大多故障诊断算法集中在线性系统方面, 在非线性方面只考虑故障对状态起线性影响的那些系统. 本文根据系统的非线性本质特性, 提出了基于模型的一类非线性系统故障诊断观测器设计方法. 应用系统的(B;K; á)实现精确分解后的系统模型, 对它们的状态故障起非线性的影响. 采用干扰解耦技术,获得的残差对未知扰动有很好的鲁棒性. 在Lyapunov意义下, 验证了算法的稳定性. 仿真验证表明, 所提算法具有快速收敛性, 对一类非线性系统诊断效果较好.     

一类具有未知参变量的非线性系统的鲁棒故障诊断

讨论了一类含有状态和输入未知参变量的非线性系统的故障诊断问题,在满足一些几何条件的情况下,该类系统可化成两类不同的子系统。对于其中一类不受故障影响的子系统,得到了其非线性自适应观测器及参数自适应律的设计;另一类受故障影响的子系统的状态是可测的,给出了该类子系统的基于模型监测和故障诊断的观测方案。然后,给出了用于验证本文所提方案的数字示例。     

仿射非线性系统的一种观测器设计方法

对仿射非线性系统全维观测器设计方法进行了讨论，提出了一种设计方法．该方法基于微分Riccati方程的正定解，观测器的增益矩阵通过Riccati方程的正定解给出，因而观测器增益矩阵为时变的．通过坐标变换，用李亚普诺夫方法对观测器的存在性进行了论证．对一个实际模型的仿真分析表明了该方法的实用性和正确性．     

一类非线性系统的故障诊断

讨论了一类非线性系统执行器故障的诊断问题.首先应用已有的状态和输出变换,将一类非线性系统转化为两个低维子系统,然后利用滑模观测器设计理论和等价控制的概念重构执行器故障.     

一类非线性系统的渐变故障诊断

研究非线性观测器故障诊断优化问题,针对一类状态不能测量的非线性不确定动态系统,提出了一种用RBF神经网络逼近渐变故障的诊断方法。设计非线性观测器来估计系统的状态,利用Lyapunov稳定性定理给出了RBF神经网络的权值、中心、宽度的更新调节律,通过在线调整RBF神经网络的权值、中心、宽度监测和估计系统中发生的非线性故障,实现了状态不能测量的非线性系统渐变故障诊断。最后,仿真例子证明了方法的有效性。     

一类不确定非仿射非线性系统自适应模糊控制

针对一类非仿射非线性系统提出了自适应模糊控制方法,该方法把不确定非线性系统表示为定常线性子系统加非线性项的形式,然后采用模糊逻辑系统设计补偿器来消除非线性项的影响。引入时变死区函数对模糊逻辑系统中的未知参数进行自适应调节,并对时变死区设计了自适应律。证明了该方法可使闭环系统的所有信号均有界,且使跟踪误差收敛到原点的小邻域内。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于解析模型的非线性系统鲁棒故障诊断方法综述

研究非线性系统的鲁棒故障诊断具有重要意义．本文着重讨论了两类方法：非线性未知输入观测器方法和基于自适应学习的方法，并简要概述了其它一些方法．还探讨了非线性系统鲁棒故障诊断的应用实例，并指出了其中的若干关键问题以及今后的研究方向．     

仿射非线性奇异系统的可逆性

仿射非线性奇异系统的可逆性＠王晶＠刘晓平￥东北大学自控系仿射非线性系统,奇异系统,可逆性仿射非线性奇异系统的可逆性王晶刘晓平（东北大学自控系沈阳１１０００６）关键词仿射非线性系统,奇异系统,可逆性１）国家自然科学基金、霍英东基金、国家教委跨世纪人才基金资助...     

MIMO非仿射非线性系统的自适应模糊控制

针对一类多输入多输出非仿射非线性系统,设计了一种自适应模糊H∞控制方案,该方案把自适应模糊控制和高增益观测器结合起来.利用多变量的隐函数定理,证明了非仿射系统控制器的存在性.通过设计高增益观测器,解决了系统的状态不可测量问题,实现系统的输出反馈控制,模糊自适应控制增强了系统在线逼近干扰及处理系统不确定的能力.仿真结果表明了控制方案的有效性及优越性.     

一类非线性仿射系统的滑模降阶控制器设计

针对一类非线性仿射系统的控制器设计问题,基于滑模变结构控制理论,提出一种新的控制器设计方法:滑模降阶方法.首先反复运用变结构控制理论对一类n阶的仿射非线性系统构造n-1个微分同胚变换函数和n-1个滑动流形,将初始系统降至一阶系统,并给出了变结构控制律;然后利用当前级与上一级控制输入的映射关系进行n-1次反推运算,即可得到初始系统的控制输入;最后通过仿真算例表明了所提出方法的有效性和可行性.     

一类非线性系统的故障重构与容错控制

针对一类满足Lipschitz条件的仿射非线性系统,提出一种执行器故障重构与容错控制方法。通过非奇异变化矩阵对系统进行降阶,设计出滑模故障重构观测器,优化滑模策略,使滑模故障重构观测器渐进估计系统的状态,并给出稳定性分析。运用等价输出控制方法直接获取故障信息,实现执行器故障的检测与重构。设计出主动容错控制器,通过补偿控制,完成执行器故障的容错控制。最后通过数值仿真验证了方法的可行性与有效性。     

一类高阶随机非线性系统的状态反馈镇定

针对一类既不可反馈线性化也不仿射于控制输入的高阶随机非线性系统,研究其状态反馈镇定问题.利用齐次占优和反推技术,所设计的状态反馈控制器使得整个闭环系统在[0,+∞)上几乎处处有唯一解,并使得闭环系统的平衡点是依概率全局渐近稳定的.主要贡献是完全取消了高阶系统的阶次限制,得到了新的结果.最后通过数值仿真验证了所提出控制方案的有效性.     

Finite‐Time Fault‐Tolerant Control for a Class of Non‐Affine Nonlinear System Using Sliding Mode Disturbance Observer

This study investigates a finite‐time fault‐tolerant control scheme for a class of non‐affine nonlinear system with actuator faults and unknown disturbances. A global approximation method is applied to non‐affine nonlinear system to convert it into an affine‐like expression with accuracy. An adaptive terminal sliding mode disturbance observer is proposed to estimate unknown compound disturbances in finite time, including external disturbances and system uncertainties, which enhances system robustness. Controllers based on finite‐time Lyapunov theory are designed to force tracking errors to zero in finite time. Simulation results demonstrate the effectiveness of proposed method.     

一类非线性飞行控制系统鲁棒故障诊断

针对一类仿射非线性飞行控制系统的执行器故障,提出了一种基于微分几何方法的鲁棒故障诊断方案.各个输入通道相应的不可观分布满足条件时,可以通过分别在状态空间和输出空间进行同胚变换,将原系统化为多个只受单一通道故障输入影响的能观商子系统.原系统的残差生成器设计问题转化为对其各通道能观商子系统的观测器设计,实现残差与其他通道故...     

基于改进马氏距离的模拟电路故障诊断新方法

提出一种基于改进马氏距离的模拟电路故障诊断方法. 根据被测电路的拓扑结构进行可测性分析, 利用测试矩阵确定规范模糊组, 从而得到单故障假设下的可分潜在故障元件. 将马氏距离根据模拟电路的特性作出改进, 并应用于模拟电路潜在故障元件的诊断. 利用测点特征值的改进马氏距离对潜在元件进行划分, 减少可疑故障元件的类别, 在诊断分类时达到提高速度的效果. 实验表明, 所提出的方法对模拟电路软故障诊断速度较快, 具有较好的模拟电路故障诊断测试效果.

     

基于自适应未知输入观测器的非线性动态系统故障诊断

针对以往故障诊断研究中要求故障或故障导数及系统干扰的上界是已知的不足,以及难以同时诊断执行器故障和传感器故障的问题,提出一种自适应未知输入故障诊断观测器,能够同时重构非线性动态系统的执行器故障和传感器故障.首先,利用H_∞性能指标抑制未知输入对故障重构的影响,采用Lyapunov泛函得到观测误差动态系统的稳定性;然后,通过线性矩阵不等式求解观测器增益阵,并实现故障重构;最后,通过直流电机系统的仿真验证了所提出方法的有效性.