基于观测器理论鲁棒故障诊断方法的研究

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1、CIassifiedlndex：TP277U．D．C：621．3SouthwestUniversityofScienceandTechnoIgYIe11n0109YIMasterDegreeThesiSStudyonRobustFauItDiagnosiSMethodsBasedonObserverTheoryGrade：Candidate：AcademiCDegreeAppIiedfor：SpeciaIity：Supervisot：2010ZouQiangfengMasterControITheoryandControIEngineeringGuoYuying，As

2、sociateProfessorApriI8th，2013独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：刍f礓I纪日期：仞队易，-7关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部

3、或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：§i；强风导师签名：日期：别·易～7枷锭细夏西南科技大学硕士研究生学位论文第l页摘要几乎对所有的控制系统来说，故障的发生都是不可预测和不可避免的。尤其对安全至上的控制系统，故障发生后，势必造成巨大的经济损失，甚至导致灾难性事故发生。为此，从经济和安全角度出发，迫切需要一种可靠的故障诊断技术，及时检测故障的发生并对故障进行(在线)修复。许多实际的控制系统是非线性性的，且存在时滞现象，针对这样的系统所建立的数学模型往往存在许多不确定因素。此外，衡量故障诊断技术可靠性的一个重要

4、指标就是鲁棒性。所以，本文基于观测器理论，对一类时滞系统和一类非线性系统的鲁棒故障诊断方法作了进一步研究。首先，介绍了基于观测器理论故障诊断的基础知识，并研究线性不确定系统的鲁棒故障诊断问题，根据未知干扰能否完全解耦分别设计基于未知输入观测器(unknowninputobserver，UIO)的故障检测滤波器和风故障检测滤波器。前者在设计中结合Beard故障检测滤波器(Beardfaultdetectionfilter，BFDF)的优点，实现干扰解耦的同时能实现单一故障的分离，后者在设计中引入玩性能指标，优化该性能指标既能保证检测残差对干扰具有较好鲁棒性，同时，又能保

5、持较高的故障灵敏度。其次，研究了一类线性时滞系统的鲁棒故障诊断问题。针对时滞系统分别设计基于UIO且不依赖于时滞的故障检测滤波器和风故障检测滤波器，以线性矩阵不等式(1inearmatrixinequality，LMI)的形式给出所设计风滤波器的存在条件，并进行了证明。最后，研究了一类非线性系统的鲁棒故障诊断问题。设计了基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的UIO和风故障检测滤波器，通过LMI对也滤波器的存在条件进行证明。以倒立摆系统为研究对象进行T-S建模和仿真，仿真结果验证了该方法的有效性。关键词：故障检测观测器干扰解耦风优化技术线性时滞系统T-S模糊

6、系统西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页__——————————————————————————————————————————————————一AbstractFaultisunpredictableandunavoidableforalmostallcontrolsystems．EspeciallyforSafeLiftingsystems，itwillcausehugeeconomiclossesandevenleadtocatastrophicaccidents．Therefore，fromtheperspectiveofeconomicandsecurit

7、y,areliablefaultdiagnosistechnologyisurgentneededtodetectandcompensatethefault(online)timely．Mostpracticalcontrolsystemsarenonlinearorwithtime．delay,andsometimesthemathematicalmodelsestablishedforthemtendtohavemanyuncertainfactors．Inaddition，animportantindextoevaluatethereliabi