隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備朝著大規(guī)模、智能化、集成化、復(fù)雜化和自動化等方面發(fā)展,因而對設(shè)備的安全運行和穩(wěn)定運行提出了更高的要求。若系統(tǒng)中某個部分發(fā)生故障,將會導致整個系統(tǒng)運行出錯、甚至崩潰,從而造成嚴重的經(jīng)濟損失或重大的人員傷亡。因此及時有效的檢測與隔離這些故障,是防止其擴散和擴大、確保系統(tǒng)安全可靠運行的前提。本文從能量流動的角度出發(fā),以鍵合圖理論為基礎(chǔ),探討基于模型的故障檢測、定位和容錯控制方法。首先,闡述了基于鍵合圖理論的能控性和能觀性分析法。該方法是利用鍵合圖理論的基本原理,對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的能控性和能觀性展開分析,并采用大量實例驗證了該方法的有效性和可行性。其次,考慮到隨著控制系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,提出利用鍵合圖中各鍵合圖元間的因果關(guān)系得到系統(tǒng)的符號有向圖模型,再根據(jù)模型變量間的定性狀態(tài)生成定性冗余關(guān)系,進而提取系統(tǒng)的定性故障特征,通過分析相關(guān)元件的狀態(tài)與觀測到的異常行為定位故障源。與基于鍵合圖的解析冗余關(guān)系故障診斷算法相比,該方法降低了模型的復(fù)雜性、減少了冗余關(guān)系數(shù)和計算量。最后,為提高控制系統(tǒng)的魯棒性,設(shè)計了系統(tǒng)魯棒診斷觀測器,將線性分式變化的鍵合圖和比例積分觀測器結(jié)合實現(xiàn)...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 故障診斷方法的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 容錯控制方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 系統(tǒng)的能控性與能觀性分析的鍵合圖法
    2.1 鍵合圖模型中因果關(guān)系標注及設(shè)置
    2.2 列寫系統(tǒng)狀態(tài)方程的鍵合圖方法
    2.3 能控性分析
    2.4 能觀性分析
    2.5 能控性及能觀性舉例分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于符號有向圖的傳感器故障診斷
    3.1 符號有向圖
    3.2 解析冗余關(guān)系及其故障特征矩陣
    3.3 定性冗余關(guān)系及其故障特征矩陣
        3.3.1 建立SDG模型
        3.3.2 生成定性冗余關(guān)系
        3.3.3 定性故障特征矩陣
    3.4 傳感器故障診斷實例仿真
        3.4.1 解析冗余關(guān)系及其故障特征矩陣
        3.4.2 定性冗余關(guān)系及其故障特征矩陣
        3.4.3 仿真驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于鍵合圖的魯棒故障診斷及容錯控制
    4.1 基于鍵合圖的魯棒診斷觀測器
        4.1.1 參數(shù)不確定性的鍵合圖建模
        4.1.2 比例積分觀測器鍵合圖模型
        4.1.3 雙容水箱的魯棒診斷觀測器
    4.2 基于鍵合圖的主動容錯控制
    4.3 仿真驗證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間主要的研究成果
致謝



本文編號：3906458