基于LMI不確定系統(tǒng)魯棒故障診斷方法的研究.pdf

1、三十多年來,控制系統(tǒng)的故障診斷已經(jīng)成為自動(dòng)控制領(lǐng)域的重要研究方向之一.在充分分析了國(guó)內(nèi)外故障診斷技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和目前存在問題的基礎(chǔ)上,針對(duì)基于解析模型的不確定系統(tǒng)故障診斷方法的魯棒性問題,選擇了基于線性矩陣不等式(LMI,linear matrix inequality)的魯棒故障診斷方法研究不確定線性時(shí)不變系統(tǒng)的故障診斷.基于LMI的魯棒故障診斷方法,針對(duì)系統(tǒng)的不確定因素,利用LMI方法設(shè)計(jì)最優(yōu)的魯棒故障檢測(cè)觀測(cè)器,得到殘差產(chǎn)生器,然后

2、利用殘差評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算殘差評(píng)價(jià)值,最后將殘差評(píng)價(jià)值與設(shè)計(jì)的閾值進(jìn)行比較來判斷控制系統(tǒng)是否有故障發(fā)生. 首先,研究一類同時(shí)具有能量有界干擾輸入信號(hào)和噪聲干擾信號(hào)的線性時(shí)不變系統(tǒng)的魯棒故障檢測(cè),通過將魯棒故障檢測(cè)問題轉(zhuǎn)化為H<,∞>/H_性能指標(biāo)最優(yōu)問題,進(jìn)而利用LMI的方法求解這一最優(yōu)問題.然后,研究一類同時(shí)具有未知輸入擾動(dòng)和參數(shù)不確定的線性時(shí)不變系統(tǒng)的魯棒故障檢測(cè),其中參數(shù)不確定包括系統(tǒng)矩陣參數(shù)不確定和輸入矩陣參數(shù)不確定,考慮到輸

3、入矩陣參數(shù)不確定與系統(tǒng)狀態(tài)是加性關(guān)系,將其視為一種加性擾動(dòng),以此來簡(jiǎn)化模型；針對(duì)簡(jiǎn)化后的模型,將魯棒故障檢測(cè)問題轉(zhuǎn)化為H<,∞>/H_性能指標(biāo)最優(yōu)和標(biāo)準(zhǔn)的H<,∞>模型匹配相結(jié)合的綜合問題,進(jìn)而利用LMI的方法求解.通過仿真,結(jié)果表明用該方法設(shè)計(jì)的故障檢測(cè)觀測(cè)器對(duì)故障的靈敏度高,對(duì)不確定因素具有較強(qiáng)的魯棒性. 為了進(jìn)一步驗(yàn)證故障診斷方法并將其應(yīng)用到實(shí)際中,在深入研究電梯曳引系統(tǒng)機(jī)械部分的運(yùn)動(dòng)原理的基礎(chǔ)上,建立了電梯曳引系統(tǒng)機(jī)械部