动态系统鲁棒故障检测及诊断技术

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1、摘要本文研究了一类非线性系统和网络控制系统的鲁棒故障检测与诊断方法，主要内容如下：(1)研究了基于自适应模糊观测器的非线性系统鲁棒故障检测与诊断。针对一类非线性系统，设计了系统的自适应模糊输出观测器，给出了观测器参数的调节算法，研究了系统的直接故障检测；研究了基于自适应模糊状态观测器和RBF神经网络故障分类器的一类非线性系统故障检测与诊断，给出了观测器权矩阵的调整算法和RBF神经网络的鲁捧分类算法；由自适应模糊系统构成故障逼近器，研究了一类非线性系统的故障辩识。(2)研究了基于T-S模期模型的非线性系统奇偶方程鲁棒故障检测与诊断。针对T-S模期模型描述的非线性系统，构造了系统的

2、测量冗余方程和模糊奇偶方程，证明了对系统状态解耦的奇偶向量存在的充分条件，给出了奇偶向量的求解方法，研究了菲线性系统的故璋检测和故障参数辩识；针对T-S模期模型建模的具有外部干扰的非线性不确定系统，构造了系统的测量冗余方程和模期奇偶方程，给出了最优奇偶向量的求解方法，研究了非线性不确定系统的故障检测与诊断。(3)研究了基于不确定信息理论的非线性系统综合故障诊断方法。针对基于观测器方法和基于知识方法的各自特点和已有成果，将两类方法相融合，给出了基于模糊理论的一类非线性系统综合故障诊断方法；进一步，将两类方法所得到的故障特征信息作综合性能分析并按照故障诊断性能指标的要求排序，通过粗

3、集理论中基于需求的约简算法来提取诊断规则，给出了基于粗集理论的一类非线性系统综合故障诊断方法。(4)研究了基于观测器的短时延网络控制系统的鲁棒故障检测与诊断。通过矩阵分解，将随机短对廷对网络控制系统的影响转化为未缸有界不确定颈，分别给出了短时延网络控制系统的只。状态观测器和H，／H。状态观测器设计方法，研究了基于观测器的短对延网络控制系统的故障检测；构造了短对延网络控制系统的测量冗余方程和奇偶方程，给出了对特定传感器和执行器故障敏感的奇偶向量的存在条件，研究了短时廷网络控制系统的奇偶方程鲁棒故肇诊断。(5)研究了基于观测器的不确定长时延网络控制系统的故障检测。在不改变闭环系统的

4、结构前提下，给出了不确定长时延网络控制系统的状态观测器设计方法，研究了不确定长时延网络控制系统的故障检测：针对具有外部干扰的不确定长时延网络控制系统，给出了系统的月乙状态观测器设计方法，研究了不确定长时延网络控制系统的鲁棒故障检测。．．，关键词：故障检测与诊断；非线性系统；网络控制系统；观测器；奇偶方程；综合故障诊断；鲁棒性，ⅡAbstractRobustfaultdetectionanddiagnosis(FDD)onaclassofnonlinearsystemsandNetworkedControlSystems(NCS)arestudiedinthisdissertat

5、ion,ofwhichthemaincon仃ibutiomareconclMedasfoUows：(1)RobustFDDonnonlinearsystemsarestudiedbasedonadaptivefuzzyobserver．Adirectfaultdetectionforaclassofnonlinearsystemsisachievedbydesigninganadaptivefuzzyoutputobserverandcorrespondingparameteradjustablealgorithm．Byapplyingrunning-pointsimeariz

6、ationforsuchnonlinearsystems，arobustFDDapproachisthenproposedbased011adaptivefuzzystatesobserverandRBFneuralnetworkfault-classifier．Anewweightmatrixadjustablealgorithmonobserverandallimprovedrobustclassifyingalgorithmonclassifierarepresented．Theidentificationofthefaultwhichismodeledbyadaptiv

7、efuzzysystemsisalsoaddressed．·(2)RobustFDDbasedOnparityequationsisstudiedforaclassofnonlinearsystemsdescribedbyT-Sfuzzymodels．BasedontheT-Sfuzzynonlinearmodels，measuringresidualandeuzzyparityequationsarefirstlyconstructed，thenthefaultdetectionandfa