非高斯線性奇異時滯隨機(jī)分布系統(tǒng)故障診斷與容錯控制.pdf

1、近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)過程中自動化水平的不斷提高，工業(yè)工程系統(tǒng)越來越復(fù)雜，常規(guī)的維護(hù)措施已經(jīng)難以滿足工業(yè)生產(chǎn)中對安全性與可靠性的迫切要求，如何及時地診斷故障并使故障后系統(tǒng)依然能正常運(yùn)行成為了人們的關(guān)切問題，故障診斷（FD）與容錯控制（FTC）的研究也越來越受到工程與科研人員的關(guān)注。
　　隨機(jī)分布控制（SDC）系統(tǒng)是指系統(tǒng)輸出為輸出的概率密度函數(shù)的一類隨機(jī)系統(tǒng)，隨機(jī)分布系統(tǒng)在造紙工業(yè)過程、磨礦過程、火焰燃燒過程等實際工業(yè)過程中有廣泛的

2、應(yīng)用背景。對隨機(jī)分布系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與容錯控制對提高隨機(jī)分布系統(tǒng)可靠性有重要的理論與實際意義。
　　由于傳送帶的物料運(yùn)送、系統(tǒng)建模、數(shù)據(jù)運(yùn)算與傳輸?shù)仍?，時滯在實際工業(yè)系統(tǒng)中廣泛存在。時滯的存在會對系統(tǒng)的性能造成很大影響，同時，時滯會很大程度上降低故障診斷和容錯控制的有效性。目前，鮮有文獻(xiàn)涉及時滯奇異SDC系統(tǒng)的故障診斷和容錯控制。
　　本文以磨礦過程為背景，對非高斯線性奇異時滯隨機(jī)分布系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制進(jìn)行研究，具體

3、研究內(nèi)容如下：
　?。?）對基于線性B樣條模型的非高斯線性奇異時滯SDC系統(tǒng)，設(shè)計一個故障診斷觀測器實現(xiàn)對故障的診斷，通過求解相應(yīng)的LMI可以獲取故障診斷觀測器增益矩陣和故障自適應(yīng)調(diào)節(jié)律增益向量。利用故障的估計值和其他測量數(shù)據(jù)，設(shè)計基于PI跟蹤控制的容錯控制器進(jìn)行容錯控制，使故障發(fā)生后的輸出概率密度函數(shù)（PDF）仍然可以跟蹤期望輸出PDF，計算機(jī)仿真對上述算法的有效性進(jìn)行了驗證。
　?。?）對采用平方根B樣條逼近輸出PDF的

4、線性奇異時滯SDC系統(tǒng)，在考慮PDF逼近誤差的情況下，采用基于自適應(yīng)觀測器的故障診斷方法對故障的實際值進(jìn)行估計。在容錯控制部分，因為考慮了PDF逼近誤差，設(shè)計容錯控制器使故障發(fā)生后的輸出PDF與期望PDF的跟蹤誤差在每一時刻都滿足一個合適的上界，實現(xiàn)容錯跟蹤控制。利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明觀測誤差系統(tǒng)和跟蹤誤差系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故障診斷和容錯控制的增益矩陣通過求解相應(yīng)的線性矩陣不等式（LMI）得到。最后通過Matlab仿真實現(xiàn)對上述算法的