基于輔助輸入信號設(shè)計和控制器重新配置的微小故障主動檢測.pdf

1、微小故障一般是顯著故障發(fā)生的前兆，其檢測越精確、越及時，越有利于系統(tǒng)的安全運行。由于傳統(tǒng)控制器的內(nèi)在容錯性，難以發(fā)現(xiàn)初期的微小故障，隨著時間的推移易釀成重大事故?，F(xiàn)有的故障檢測方法多采用被動方式，根據(jù)輸出殘差來評估故障是否發(fā)生，無法精確、及時地檢測微小故障。因此，本課題采用主動故障診斷機制，對微小故障的檢測與容錯控制進行了研究與探索。針對線性定常系統(tǒng)參數(shù)的微小故障檢測問題，提出兩種不同的解決方案:
　　首先，提出了基于控制器重新配

2、置的主動故障檢測方法，通過分析微小故障和雙Youla-Jabr-Bongiorno-Kucera(YJBK)參數(shù)之間的關(guān)系，基于YJBK參數(shù)化方法分別構(gòu)建主動故障診斷器(AFD)和偏主動故障容錯控制器(PAFTC)，并提出了一種基于AFD和PAFTC的系統(tǒng)統(tǒng)一框架。在正常情況下，系統(tǒng)運行在主動故障檢測模式，系統(tǒng)輸出不受主動檢測器的影響;當系統(tǒng)發(fā)生微小故障，主動檢測器發(fā)出報警，系統(tǒng)自動切換到容錯控制模式，進一步保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　

3、　在上述基于控制器重配方法中，主動故障檢測的決策機制為系統(tǒng)輸出或者殘差超過閾值，容易造成系統(tǒng)短暫的不穩(wěn)定，所以必須同時設(shè)計容錯控制器，增加系統(tǒng)復雜性。為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在同樣的YJKB參數(shù)化框架下，提出了基于輔助輸入信號設(shè)計的微小故障檢測方法。通過分析故障特征矩陣和頻率的關(guān)系，說明采用正弦信號激勵作為輔助輸入的合理性;給出了能夠同時保證微小故障快速主動檢測和系統(tǒng)穩(wěn)定性的故障評價指標，并使用多目標優(yōu)化的方法來找到輔助輸入信號的合適頻率和幅值