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《基于滑模观测器控制系统的故障诊断与容错控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文主要以非线性系统为研究对象，研究了基于滑模观测器的执行机构和传感器故障诊断与容错控制。首先，介绍故障诊断与容错控制的发展和现状，同时对滑模控制的基本原理和基于滑模观测器的故障诊断给出了简要的介绍。其次，提出了一种基于积分滑模观测器的传感器故障检测设计方法。对于一类时变时滞系统，引入积分型观测器，通过构造一个增广系统，将传感器故障在形式上转化为“执行机构”的故障。这样克服忽略传感器故障微分的缺点，可以更精确地对故障进行重构，同时可以避免Walcott-Zak观测器的严格条件，实现了对传感器故障诊断。再
2、次，考虑了一类非线性系统，针对所有可能发生的传感器故障，设计一组滑模观测器检测和隔离出所有可能发生故障的传感器，仿真结果表明效果良好。最后，对于航天器姿态控制系统，提出一种基于滑模观测器的执行机构故障诊断和容错控制设计方法。对航天器姿态控制系统进行输入/输出线性化,设计滑模观测器在线检测执行机构故障，并且对其进行重构，并作为补偿信号对执行机构进行补偿，仿真结果表明具有满意的姿态跟踪效果。关键词：滑模观测器，故障诊断，容错控制，航天器，非线性系统i南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTInthisthesis,fornonline
3、arsystems,actuatorandsensorfaultdiagnosisandfaulttolerantcontrolbasedonsldingmodeobserver(SMO)arestudied.Firstly,thehistoryandthedevelopmentoffaultdiagnosisandfaulttolerantcontrolaresurveyed.Also,theslidingmodecontroltechniqueandfaultdiagnosisbasedonSMOareintroduced.Sec
4、ondly,anapproachofsensorfaultdetectionisproposedforaclassoftime-varyingtime-delaysystems.Definingoutputintegrationasanewstatevariable,anaugmentedsystemcanbeconstructedtotreatsensorfaultsasactuatorfaultsintheform.Thismethoddoesnotignorethedifferentialofsensorfaults,soitc
5、anreconstructsensorfaultswithhighaccuracyandavoidthestrictconditionofWalcott-Zakobserver.ThenSMOisdesignedtoachievesensorfaultsdiagnosisandtheequivalentoutputerrorinjectionsignalscanbeusedtoreconstructthesensorfaults.Thirdly,consideringaclassofnonlinearsystems,abankofob
6、serversisdesignedforallpossiblesensorfaultymodels.Simulationresultsdemonstratethatthesensorfaultsaredetectedandisolatedaccurately.Finally,asforspacecraftattitudecontrolsystem,atechniquebasedonSMOisproposedforactuatorfaultdiagnosisandfaulttolerantcontrol.Usinginput-outpu
7、tlinearizationtheory,wecanobtaintedalinearsystem.ThenSMOisdesignedtodetecttheactuatorfaulton-lineandidentifythefaultaccurately,whichisusedtocompensatetheactuatorfaults.Thesimulationresultsshowthatthismethodcanobtainsatisfactorytrackingperformancebothonnormalandfaultsitu
8、ation.Keywords:SlidingModeObserver,FaultDiagnosis,FaultTolerantControl,Spacecraft,NonlinearSystemsii南京航空航天大学硕士
