基于SVM极点分类的故障诊断与可靠控制

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1、单位代码：１０１６６＠—硕士学位论文基于ＳＶＭ极点分类的故障诊断与可靠控制论文作者：房志铭学科专业：运筹学与控制论指导教师：姚波教授王福忠教授培养单位：数学与系统科学学院培养类别：全曰制完成时间：２０１８年０５月２５曰沈阳师范大学学位评定委员会学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师的指导下取得的研究成果。据我，所知，除文中已经注明引用的内容外本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，＇均已在文中作了明确说明并表示了谢意。作者签

2、名ｔ、Ｋｏ：曰期：Ｗ学位论文使用授权声明本人授权沈阳师范大学研究生处，将本人硕士学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅、汇编学位论文。；有权可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名：日期：基于SVM极点分类的故障诊断与可靠控制摘要在现代生活和生产中，故障诊断和可靠控制依然是我们面临和必须解决的一个重要问题，可靠控制近些年发展已经逐渐完备，但在一些精密的仪器运行中，我们对控制器的要求更高

3、，我们既要让系统保持稳定，又要兼顾性能，如系统的瞬时特性。系统的瞬时特性是与它的极点在复平面上的位置密切关联的，让系统的极点分布在需要的区域有利于得到我们想要的性能。近年来机器学习蓬勃发展，故障诊断的方法也有创新，对系统及时进行报错可以帮助我们避免风险以及挽回经济损失。近年，支持向量机(SVM)逐渐兴起，它是一种以结构风险最小化为原则的机器学习算法。本文的研究的主要内容是：（1）对于系统来讲，常会发生各种各样的故障，尤其是执行器通道更容易发生故障。故对系统设计一个控制器使其在发生故障的情况下仍可以保持稳定和正常运行具有重大意义。可靠控制的概念是对于一个系统

4、至关重要，是指无论系统是否出现故障均可以通过设计控制器，使其仍可以保持稳定并满足我们需要的性能指标。本文研究了不确定系统的条形区域极点配置问题，同时给出了静态输出反馈可靠控制器的设计方案，当执行器故障出现时，给出了对系统设计条形区域极点配置输出反馈可靠控制器，并利用LMI给出了控制器的设计方法。所给出的控制器保证了系统在任何情况下均保持稳定，并使系统的极点配置在了所要求的条形区域内。最后通过数值仿真检验。（2）对于故障诊断和分类给出以下方法。首先给出了极点观测器的设计方案，通过对系统实时监测到的状态信息，实时估计系统极点的变化趋势。其次，通过系统极点的变化

5、趋势，利用SVM对系统极点进行分类，根据不同通道发生故障，系统极点变化区域不同这一特性，实现对故障的实时诊断。最后，根据故障系统诊断的不同类型的故障，对系统实施相应故障的可靠控制。第三章和第四章将SVM与静态输出反馈极点配置和状态反馈极点配置问题分别相结合，对其极点进行分类，并进行故障诊断，最后通过数值仿真检验。关键词：区域极点配置，SVM，故障诊断，极点分类FaultdiagnosisandreliablecontrolbasedonSVMpoleclassificationAbstractInthemodernlifeandproduction,fau

6、ltdiagnosisandreliablecontrolisstillanimportantproblemwearefacingandmustbesolved,reliablecontrolinrecentyearshasbeengraduallycomplete,butinsomeprecisioninstrumentoperation,ourcontrollerismoredemanding,weshouldnotonlymakethesystemstable,butalsotheperformance,suchasinstantaneousthec

7、haracteristicsofthesystem.Theinstantaneouscharacteristicsofthesystemarecloselyrelatedtothepolepositionofthesystem,sothatthedistributionofthepolesofthesysteminthecharacteristicareaisbeneficialtotheperformanceweneed.Inrecentyears,machinelearningisbooming,andthemethodsoffaultdiagnosi

8、sarealsoinnovating.Timelyreportin