本文關(guān)鍵詞：動態(tài)系統(tǒng)的故障診斷方法及其應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進步,系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資越來越大,同時系統(tǒng)的安全性、可靠性、可維護性等也越來越重要。航空、航天、核工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域,由于工作環(huán)境的特殊性,要求系統(tǒng)具有更高的安全性、可靠性和可維護性。系統(tǒng)一旦發(fā)生事故,便會造成嚴重的人員傷亡和巨大的財產(chǎn)損失,使人們更進一步認識引入故障檢測與診斷技術(shù)的重要性。因此,動態(tài)系統(tǒng)的故障診斷方法及其應(yīng)用研究具有重要的意義。本文針對實際中的執(zhí)行器或傳感器故障,利用基于觀測器的方法,結(jié)合穩(wěn)定性理論、奇異系統(tǒng)方法等技術(shù),研究不同的動態(tài)系統(tǒng)的故障診斷方法問題。主要內(nèi)容概括如下:1.基于奇異系統(tǒng)方法提出一類具有傳感器故障的離散系統(tǒng)故障檢測方案。介紹兩種性能指標分別用來測量對擾動的魯棒性和故障的靈敏度。采用奇異系統(tǒng)方法,設(shè)計一種新的故障檢測觀測器,不僅保證狀態(tài)誤差系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的且滿足H∞性能指標�；谠O(shè)計的觀測器,同時得到狀態(tài)、輸出和故障的估計。解決殘差對故障的靈敏性問題。仿真結(jié)果說明提出的新方法的有效性。2.討論一類傳感器故障的離散馬爾科夫跳變系統(tǒng)的故障檢測方法。把故障看作系統(tǒng)狀態(tài),構(gòu)造一個輔助狀態(tài),得到擴張狀態(tài)系統(tǒng)。設(shè)計一種奇異故障檢測觀測器,同時獲得狀態(tài)、輸出和故障的估計。該觀測器不僅保證狀態(tài)誤差系統(tǒng)是隨機穩(wěn)定的、殘差對擾動具有很強的魯棒性且對故障具有很好的靈敏性。數(shù)值仿真驗證提出的理論結(jié)果的有效性。3.采用奇異系統(tǒng)方法來解決一類離散時間系統(tǒng)的執(zhí)行器故障檢問題。在考慮控制輸入、執(zhí)行器故障和未知有界擾動的情況下,基于奇異系統(tǒng)方法,設(shè)計一種故障檢測濾波器使得殘差系統(tǒng)是容許的且滿足H∞性能指標。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論,證明殘差系統(tǒng)的容許性。得到所需的故障檢測濾波器。最后,仿真結(jié)果用來說明提出方法的有效性。4.考慮一類具有執(zhí)行器故障的T-S模糊離散時間系統(tǒng)的H∞故障檢測濾波器設(shè)計問題。對于系統(tǒng)的控制輸入、執(zhí)行器故障和未知有界擾動,設(shè)計一種奇異故障檢測濾波器使得殘差系統(tǒng)在H∞意義下是容許的。殘差系統(tǒng)的容許性的充分條件以線性矩陣不等式的形式給出。也給出所設(shè)計的檢測濾波器參數(shù)的形式。通過設(shè)計的故障濾波器,同時獲得狀態(tài)和擾動估計。通過分析仿真結(jié)果來說明該方法的有效性。5.應(yīng)用有限頻域方法設(shè)計車輛主動懸架系統(tǒng)的故障檢測濾波器。分別考慮低頻域、中頻域和高頻域設(shè)計故障檢測濾波器。故障檢測濾波器問題轉(zhuǎn)化為H∞濾波器問題�；趶V義KYP引理和Lyapunov穩(wěn)定性理論,獲得滿足H∞性能指標的殘差系統(tǒng)在有限頻域的穩(wěn)定性充分條件。制定設(shè)計問題的優(yōu)化算法。仿真結(jié)果用來說明本章提出結(jié)果的有效性和實用性。最后,歸納總結(jié)本文的主要結(jié)果,并對今后的工作進行展望。
【關(guān)鍵詞】：故障檢測 基于模型方法 奇異系統(tǒng)方法 擴張狀態(tài)觀測器 濾波器 執(zhí)行器故障 傳感器故障
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 符號12-16
• 第1章 緒論16-28
• 1.1 課題研究的背景與意義16
• 1.2 故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程16-19
• 1.3 故障診斷的任務(wù)及研究內(nèi)容19
• 1.4 故障診斷方法19-23
• 1.4.1 基于解析模型的方法21-22
• 1.4.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的診斷方法22-23
• 1.4.3 基于知識的診斷方法23
• 1.5 基于觀測器方法的故障診斷23-26
• 1.5.1 奇異系統(tǒng)24-25
• 1.5.2 馬爾科夫跳變系統(tǒng)25
• 1.5.3 T-S模糊系統(tǒng)25-26
• 1.6 本文的主要工作及內(nèi)容安排26-28
• 第2章 基于奇異系統(tǒng)方法的離散系統(tǒng)的傳感器故障檢測28-46
• 2.1 引言28-29
• 2.2 預(yù)備知識及問題描述29-33
• 2.3 主要結(jié)論33-39
• 2.3.1 魯棒分析33-36
• 2.3.2 靈敏性分析36-38
• 2.3.3 閾值設(shè)計38-39
• 2.4 仿真與分析39-45
• 2.5 結(jié)論45-46
• 第3章 馬爾科夫跳變離散系統(tǒng)的H∞故障檢測算法46-64
• 3.1 引言46-47
• 3.2 預(yù)備知識及問題描述47-50
• 3.3 主要結(jié)論50-56
• 3.3.1 魯棒分析50-54
• 3.3.2 不存在擾動情況下的故障靈敏性分析54-56
• 3.3.3 存在擾動情況下的故障靈敏性分析56
• 3.4 仿真與分析56-62
• 3.5 結(jié)論62-64
• 第4章 具有執(zhí)行器故障的離散系統(tǒng)的H∞故障檢測方法64-82
• 4.1 引言64-65
• 4.2 預(yù)備知識及問題描述65-67
• 4.3 主要結(jié)論67-74
• 4.3.1 魯棒分析67-71
• 4.3.2 濾波器設(shè)計71-73
• 4.3.3 閾值設(shè)計73-74
• 4.4 仿真與分析74-80
• 4.5 結(jié)論80-82
• 第5章T-S模糊離散系統(tǒng)的奇異故障檢測濾波器設(shè)計82-102
• 5.1 引言82-83
• 5.2 預(yù)備知識及問題描述83-87
• 5.3 主要結(jié)論87-93
• 5.3.1 容許性分析87-90
• 5.3.2 濾波器設(shè)計90-93
• 5.4 仿真與分析93-100
• 5.5 結(jié)論100-102
• 第6章 有限頻域內(nèi)車輛主動懸架系統(tǒng)的故障檢測方案102-122
• 6.1 引言102-103
• 6.2 預(yù)備知識及問題描述103-107
• 6.3 主要結(jié)論107-117
• 6.3.1 低頻域下的濾波器設(shè)計107-113
• 6.3.2 中頻域下的濾波器設(shè)計113-115
• 6.3.3 高頻域下的濾波器設(shè)計115-116
• 6.3.4 閾值設(shè)計116-117
• 6.4 仿真與分析117-120
• 6.5 結(jié)論120-122
• 第7章 結(jié)論與展望122-124
• 7.1 研究工作的總結(jié)122-123
• 7.2 研究展望123-124
• 參考文獻124-142
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表與撰寫的學(xué)術(shù)論文142-144
• 致謝144

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐鵬;楊雪鋒;;基于協(xié)整理論的船載危險品在途安全狀態(tài)信息融合處理[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年12期

2 董帥;趙亞男;;高速公路網(wǎng)傳感設(shè)備狀態(tài)評價研究[J];城市道橋與防洪;2013年12期

3 于桂峰;嚴志軍;孫小龍;;基于信息融合的柴油機冷卻系統(tǒng)狀態(tài)識別[J];大連海事大學(xué)學(xué)報;2014年01期

4 馬奧家;董朝陽;王青;;飛行器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測與時域優(yōu)化[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2014年03期

5 湯琳;;基于馬爾科夫預(yù)測的多傳感器故障檢測與診斷機制[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年11期

6 白永珍;;基于支持度矩陣特征向量的數(shù)據(jù)融合方法研究[J];傳感器世界;2015年01期

7 李立;王文旭;梁彥;;基于動態(tài)證據(jù)推理的異常航路目標檢測[J];電子設(shè)計工程;2015年09期

8 陳子建;王振濤;許杰彬;;基于RBF網(wǎng)絡(luò)的船舶機械狀態(tài)監(jiān)測與評估[J];船舶工程;2015年S1期

9 羅小元;李娜;徐奎;關(guān)新平;;具有隨機丟包的非線性網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)魯棒故障檢測[J];控制與決策;2013年10期

10 牛爾卓;王青;董朝陽;王明明;;網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障檢測濾波器的設(shè)計與優(yōu)化[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2013年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 Ma Aojia;Wang Qing;Dong Chaoyang;Xie Yan;;Fault Detection for Networked Control Systems Based on Dynamic Feedback Observer[A];第25屆中國控制與決策會議論文集[C];2013年

2 Xiukun Wei;Kun Guo;Hai Liu;Limin Jia;;Fault Isolation for Light Rail Vehicle Suspension System based on Multi-sensor Information Fusion[A];第25屆中國控制與決策會議論文集[C];2013年

3 劉成材;黃曉琪;郭宏志;張敏;朱建軍;;航空發(fā)動機地面試車臺滑油在線監(jiān)測系統(tǒng)[A];2014航空試驗測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2014年

4 古瑩奎;楊子茜;朱繁龍;;基于主成分分析的滾動軸承故障特征融合分析[A];2014年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨可靠性工程分會第五屆委員會成立大會論文集[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖海兵;基于能量耗損的機械設(shè)備故障診斷理論與方法研究[D];華南理工大學(xué);2013年

2 許同樂;基于多路傳感器信息融合的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方法研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

3 張秀華;基于WLAN/RFID信息融合的移動機器人自主定位算法研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

4 徐鵬;基于WSN的船舶危險品運輸風(fēng)險預(yù)警模型與仿真研究[D];大連海事大學(xué);2013年

5 曾珠;基于客戶行為差異的汽車售后服務(wù)推薦研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

6 曹愷;輕型汽油車遠程監(jiān)測及故障診斷技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

7 申屠晗;面向目標跟蹤的信息反饋融合方法研究[D];浙江大學(xué);2014年

8 顧曉宇;T-S模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制器設(shè)計[D];天津大學(xué);2013年

9 孫紅兵;大型結(jié)構(gòu)監(jiān)測多主體協(xié)作與融合技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2013年

10 許德智;復(fù)雜飛行器魯棒容錯控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 雷煒;基于FSM模型檢驗的安全測試技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

2 王佳;未知環(huán)境中移動機器人認知技術(shù)的研究[D];鄭州大學(xué);2013年

3 孫振;一種面向時間不確定性問題的故障診斷方法研究[D];鄭州大學(xué);2013年

4 孫麗杰;基于最大期望和勢能函數(shù)的滾動軸承故障識別算法研究[D];遼寧大學(xué);2013年

5 馮中魁;基于多源信息融合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承故障診斷方法[D];燕山大學(xué);2013年

6 李娜;Lipschitz非線性網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)魯棒故障檢測研究[D];燕山大學(xué);2013年

7 李娜;基于信息融合的鐵路信號設(shè)備故障診斷方法研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

8 冷德新;船用燃氣輪機雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動監(jiān)測與狀態(tài)評估方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

9 楊永強;基于油液監(jiān)測技術(shù)的磨損狀態(tài)評定系統(tǒng)的研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2013年

10 肖楚珍;基于D-S證據(jù)理論的信息融合方法研究及軍事應(yīng)用[D];中南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：動態(tài)系統(tǒng)的故障診斷方法及其應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：379201