控制系统故障检测与诊断方法研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文控制系统故障检测与诊断方法研究姓名：付丽荣申请学位级别：硕士专业：系统理论指导教师：罗跃生20110310拎制系统敞障检测与诊断方法研究摘要随着现代控制系统的规模和复杂度的不断增加，现代工业过程对系统安全性、可靠性的需求也日益提高。故障诊断技术可为复杂系统的安全

2、生和可靠性提供保障，因此其研究具有重要的理论意义和广泛的应用价值。本文在第—章介绍了故障检测与诊断技术的研究背景和发展现状。介绍了现有的—些故障检测与诊断方法，讨论了这些方法的基本思想和特点。在第二章中介绍了线性矩

3、阵不等式、Lyapunov稳定眭及控韦螺设计的相关基础知识。第--章；rFn第四章是本文的主要研究工作，也是主要创新之处，其主要内容如下：首先，针对_类简单的线性非时变系统，提出了传感器和执行器的故障诊断方法。利用线性系统理论和矩阵理论的相关知识，对系统可能的故障黼出详细的分析；通过系统的实际输出值和理论输出值作比较的方法来确定系统的故障原因。并目通过数值算例验证了该方法的有效性。’其次，研究基于观测器的故障客俭濒8与诊断方法。介绍了传感器、执行器和状态的故障模型；针对具有精确数学模型的线性非时变系

4、统，分别给出了单输出系统和多输出系统的故障检测观测器的设计方法；提出了基于观狈0器的故障诊断方法。最后通过数值算例，说明了该捌去的有效性。最后，对全文所作的工作进行了总结，并展望了故障诊断技术进—步的研究方向。关：键字：醐剜佥测与诊断；传感器；执彳亍器；观濒蝣器哈尔滨T稗人学硕十学佗论文DuetOmodemcontrolsystemsaretendedtObehugcrandmorecomplex,thedemandforhighreliabilityandsafetyinmodemindustry

5、increaserapidly．Faultdiagnosistechnologyprovidessecurityforthereliabilityandsafetyofcomplexsystem．Hence，researchonfaultdiagnosisisofimportanttheoretic爱撇andwideapplications．InOmptcr1weintroducetheresearchbackgroundandthelatcstdevelopmentoffaultdetection

6、anddiagnosistechnology．Weintroducesomeexistingfaultdetectionanddiagnosismcthods，anddisca鼹thebasicideaandfeaturesofthesemethods；inChapter2weintroducetherelevantbasicknowledgeoflinearmatrixinequality,theLyapunovstabilityandthecontrollerdesign；Ompter3andC

7、hapter4arethemainresearchworkofthispaperandaLsoarewhci．etheinnovationlics,theycanbesummarizedasfollows：Firstly,toakindofsimplelineartime-invariantsystem，anewfaultdiagnosismethodbasedonsensoIsandactuatorsaleproposedinthethesis．Byusingtherelevantknowledg

8、eoflinearsystemtheoryandmatrixtheory,thesystempossiblefaultcasesaremadedetailedanalysis；comparetheactualoutputvaluewiththetheoryoutputvalueofsystem,wedeterminetothesystemfaultcauses．AndtheapproachesdisoasseAinthischapteraredemonstratedtobeaffectivethro

9、ughnumericalexamples．Secondly,anewfaultdetectionand,aagnosismethodbasedonobsewerale珥哪瞒edinthethesis．Weintroducefaultmodelofsensors,actuatolsandstate；tolineartimc-invariantsystemwithacoaratcmathcmaticalmodel,faultdetectionobserverofsingt