基于奇异观测器的连续系统传感器故障估计.pdf

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1、48传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第9期DOI：10．13873／J．100o-9787(2015)09--0048-03基于奇异观测器的连续系统传感器故障估计胡正高，赵国荣，马合宝。(1．海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001；2．海军蚌埠士官学校，安徽蚌埠233012；3．91498部队，河北秦皇岛066200)‘摘要：研究连续系统的传感器故障估计问题，提出一种奇异观测器来进行故障估计，所提方法不需要假设故障、故障导数和干扰的上界已知。通过HB性能指标抑制了干扰对故障估计的

2、影响；采用线性矩阵不等式来获得奇异观测器的增益阵；利用Lyapunov泛函得到了观测误差动态系统的鲁棒渐近稳定性；最后通过飞行器仿真实例验证了所提方法的有效性。关键词：故障估计；奇异观测器；线性矩阵不等式；Lyapunov泛函中图分类号：TP272文献标识码：A文章编号：1000--9787(2015)09--0048-'03Sensorfaultestimationforcontinuoussystembased0ndescriptorobserverHUZheng．gao，ZHAOGuo．rong，MAHe．bao。(1．DepartmentofControl

3、Engineering，NavalAeronauticsandAstronauticsUniversity，Yantai264001，China；2．NavalBengbuPettyOficerSchool，Bengbu233012，China；3．Armyof91498，Qinhuangdao066200。China)Abstract：Thesensorfaultestimationproblemforcontinuoussystemarestudied，adescriptorobserverisproposedtoemployfaultestimation，a

4、ndtheproposedmethoddoesn’tneedassumingthatfaultsorfaultsderivativeandupperboundofdisturbanceshouldbeknown．TheinfluencetofaultestimationcausedbydisturbanceissuppressedbytheHBperformanceindex；linearmatrixinequalityisutilizedtoobtainthegainmatricesofthedescriptorobserver；therobustasympto

5、ticallystabilityoftheobservererrordynamicsystemisderivedbyLyapunovfunction；finally，anaircraftsimulationexampleisexploitedtoillustratetheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywords：faultestimation；descriptorobserver；linearmatrixinequality；Lyapunovfunction0引言立成分分析方法来估计传感器故障，但需要较长操作时间为了维持工

6、业系统的稳定运行与提高生产效率，自动内的大量数据库才能实现。文献[6]通过状态增广，并设控制系统已经被广泛应用于工业领域。在自动控制系统计滑模观测器来估计故障，但是需要假设状态方程中干扰中，传感器可以为系统的自动控制与监测提供重要信息。与故障的上界是已知的。文献[7]采用自适应观测器来估为了完成这些任务，传感器的可靠性就变得非常重要。然计故障，但要求知道故障、故障导数与干扰的上界，然而，在而，长时间的连续作业会导致传感器的故障，为此，必须尽工程实际中并不容易获得这些上界。可能早地检测出故障，让故障对系统造成的损害最小。针对目前传感器故障估计研究的不足，本文将提出一

7、正是在这样的背景下，故障检测与诊断技术获得了长足的种奇异观测器来估计传感器故障，利用线性矩阵不等式得发展，并已经应用到如飞控系统、核反应堆的压力和液到所提观测器的增益矩阵，并采用Lyapunov泛函获得了观位控制系统与火力发电厂中的汽水分离系统等。测误差动态系统的鲁棒渐近稳定性。在此基础上，得到了与故障检测相比，故障估计的研究更具有理论意义与传感器故障的鲁棒渐近估计，最后通过一个飞控系统仿真实际价值，因为通过故障估计不仅可以判断系统是否发生分析验证了所提方法的有效性。故障，而且可以获知故障的严重程度。相比于执行器故障1问题描述研究如下状态方法线性连续系统状态方程估

8、计，传感器