收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

奇异系统鲁棒故障检测方法研究

陈莉  
【摘要】: 奇异系统不仅具有微分方程所描述的动态约束,并且具有代数方程所描述的静态约束,因而比起仅含有动态约束的正常状态空间系统来说,用它来描述的物理系统更具有一般性。许多线性系统的控制问题已被推广到奇异系统,如LQ调节器问题,H2控制问题,H∞控制问题等。但对于奇异系统故障检测问题的研究成果尚少,并且许多问题尚待进一步研究。 本文研究了几类不同的奇异系统、奇异时滞系统和奇异模糊系统的故障检测问题,主要工作和成果有以下几点: (1)研究了一类受干扰影响的奇异系统的H∞故障检测问题,用基于全阶状态观测器的故障检测滤波器(fault detection filter简称FDF)作为残差产生器,将问题归结为H∞滤波。利用有界实引理,给出奇异系统H∞-FDF存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式(linear matrix inequality,简称LMI)得到H_∞-FDF问题的解,并且给出残差评价和阈值的设计方法。所设计的H∞-FDF保证在实现故障检测的同时残差对干扰具有最大的鲁棒性。 (2)分别研究了一类带常数时滞不确定奇异系统和一类带时变时滞奇异系统的H∞故障检测问题,用基于观测器的FDF作为残差产生器,将问题归结为H∞滤波。利用Lyapunov-Kravoskii方法,给出奇异时滞系统H_∞-FDF存在的充分条件。针对充分条件中含有的关于未知变量的非线性项及等式约束,发展了传统的锥面互补(cone complementarity)线性化技术,将H_∞-FDF的求解转化为隶属于LMI的一个凸优化问题,进而给出求解此凸优化问题的线性化迭代算法,从而得到H_∞-FDF问题的解。所给出的锥面互补线性化迭代算法是对传统的锥面互补线性化技术作了一些改进,仍然具有很好的收敛性。 (3)研究了用TS模糊模型描述的奇异时滞模糊系统的故障检测问题。设计观测器形式的模糊FDF作为残差产生器,将FDF设计归结为H∞滤波。利用Lyapunov-Kravoskii方法,给出奇异时滞模糊系统H_∞-FDF存在的充分条件,应用锥面互补线性化迭代算法,得到H_∞-FDF问题的解。所设计的FDF的前件变量是系统TS模糊模型前件变量的估计,不要求FDF的前件变量与系统TS模糊模型的前件变量相同,从而避免了系统的前件变量必须可量测这一条件。 (4)研究了用TS模糊模型描述的带分布时滞奇异模糊系统的故障检测问题。设计基于观测器的模糊FDF作为残差产生器,将FDF设计归结为H∞滤波。利用Lyapunov-Kravoskii方法,通过构造一个新的Lyapunov函数,推导和证明了奇异时滞模糊系统H_∞-FDF存在的充分条件,应用锥面互补线性化迭代算法,得到H_∞-FDF问题的解。 (5)分别研究了离散奇异系统和离散奇异模糊系统基于等价空间的故障检测问题。针对一类离散奇异系统,将离散线性系统求解等价矩阵的统一法应用到离散奇异系统并进行推广,给出了等价矩阵的最优解,并证明了此最优解不唯一,进而给出了等价矩阵最优解的参数化表示形式。针对一类可用TS模糊模型描述的离散奇异模糊系统,受内模控制方法的启发,采用一外系统(Exosystem)作为故障参考模型,用于反映故障的动态行为。在此基础上设计残差产生器,引入基于Frobenius范数的新的性能指标,将故障检测问题归结为求解一个最小化问题,通过对参数矩阵的调节,确保残差在实现故障检测的同时对干扰具有最大的鲁棒性,并给出等价矩阵的线性矩阵不等式求法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孟斌,张纪峰;切换线性奇异系统能达的必要条件[J];航空学报;2005年02期
2 周玉成,韩洁,刘晓平;强耦合对称组合奇异系统的特性分析[J];东北大学学报(自然科学版);1998年01期
3 孙士乾;线性时不变奇异系统的一种解法[J];浙江大学学报(工学版);1989年02期
4 刘永清,谢湘生;具时滞的不确定奇异系统的鲁棒稳定性(英文)[J];华南理工大学学报(自然科学版);1996年05期
5 梁家荣;奇异系统的鲁棒稳定与镇定方法[J];广西大学学报(自然科学版);2001年03期
6 王汝凉,刘永清,张永东;多滞后离散不确定奇异系统特征值鲁棒性分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2000年10期
7 谢湘生,刘永清;具滞后奇异系统的广义特征方程与稳定性[J];华南理工大学学报(自然科学版);1995年06期
8 关治洪;奇异系统的某些性质及其与奇异脉冲系统的稳定性等价[J];应用数学;1997年01期
9 孙士乾;线性时不变奇异系统中分解矩阵的新算法及其在灵敏度计算中的应用[J];浙江大学学报(工学版);1987年05期
10 王淑珍;线性奇异系统的特征结构配置[J];北京科技大学学报;1999年03期
11 王汝凉,胡刚,刘永清;滞后离散扰动奇异系统特征值区域的鲁棒性[J];广东工业大学学报;2000年03期
12 赖晓阳,施颂椒,潘俊民;线性奇异系统的μ分析与μ综合[J];上海交通大学学报;1999年12期
13 房庆祥;线性奇异系统的H_2控制:状态反馈情形[J];中国计量学院学报;2003年04期
14 武俊峰;张礼慧;;基于LMI的离散奇异系统鲁棒D-稳定控制[J];武汉理工大学学报;2010年19期
15 王惠姣;潘海鹏;鲁仁全;;一类不确定奇异系统的鲁棒H_∞控制[J];浙江大学学报(工学版);2007年10期
16 张荣;;浅谈一类奇异分散控制系统的正则化[J];新课程研究(职业教育);2008年12期
17 周颖;臧强;;基于非线性奇异子系统模型的同步发电机分散非线性控制[J];自动化与仪器仪表;2009年05期
18 王汝凉,刘永清,胡刚;具离散滞后确定奇异系统D-稳定的鲁棒性(英文)[J];华南理工大学学报(自然科学版);2000年09期
19 焦建民;孙小军;吴保卫;;带有非线性扰动的不确定奇异时滞系统的保性能控制[J];山东大学学报(工学版);2009年02期
20 张瑞;焦建民;;一类含离散与分布时滞的奇异系统的鲁棒稳定性[J];江南大学学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 屈冬梅;马静;孙书利;;带未知输入随机奇异系统多传感器分布式融合滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 许可康;;方奇异系统的解耦[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
3 许可康;;非线性奇异系统的模型问题[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
4 程兆林;冯健;;离散时间奇异线性系统二次指标最优调节器问题的数值计算[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
5 刘晓平;;仿射非线性奇异系统的分析及应用[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
6 王晓华;刘晓平;沈振旺;;线性时变奇异系统的输入输出块解耦[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
7 向峥嵘;胡维礼;郭治;;奇异非线性系统的线性化:离散情形[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 张彩霞;朱建栋;;线性奇异系统的输出调节问题[A];第二十届中国控制会议论文集(上)[C];2001年
9 房庆祥;朱建栋;;奇异系统的H_2状态反馈控制器[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
10 王晶;刘晓平;;非线性奇异控制系统的逆[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 翁发禄;奇异系统分析与综合方法及其在结构系统控制中的应用[D];浙江大学;2013年
2 陈莉;奇异系统鲁棒故障检测方法研究[D];山东大学;2010年
3 李敏;多个体线性系统的一致性分析与控制[D];山东大学;2014年
4 蒋朝辉;奇异系统时滞相关容许性分析及鲁棒控制研究[D];中南大学;2011年
5 高岩波;奇异系统的无源性与混沌系统的同步分析[D];华东师范大学;2010年
6 鲁(?);不确定Lur'e时滞系统的鲁棒控制研究[D];浙江大学;2004年
7 徐慧玲;2-D离散系统的鲁棒控制[D];南京理工大学;2005年
8 王为群;2-D奇异系统的稳定性、能稳能检测性分析与设计[D];南京理工大学;2003年
9 盛梅;随机2D线性离散系统的状态估计与鲁棒镇定[D];南京理工大学;2005年
10 高金凤;不确定时滞系统的鲁棒稳定与镇定研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭曼;一类非线性奇异系统的鲁棒H_∞控制[D];沈阳工业大学;2014年
2 阮楠楠;时滞切换奇异系统的控制与滤波[D];南京理工大学;2012年
3 叶菲;时滞奇异系统的稳定性分析[D];杭州电子科技大学;2014年
4 于龙娟;不确定时滞奇异系统的鲁棒H_∞控制研究[D];曲阜师范大学;2011年
5 冀鹏娇;分数阶奇异系统H_∞控制器的设计[D];山西师范大学;2014年
6 陈然然;网络反馈的奇异系统鲁棒镇定[D];华东师范大学;2011年
7 吴同新;奇异系统无穷时间线性二次微分对策[D];山东大学;2012年
8 黄丽琼;离散正奇异系统的稳定性分析[D];陕西师范大学;2013年
9 海泉;线性奇异系统的鲁棒稳定性及控制研究[D];内蒙古师范大学;2011年
10 王晓霞;分布型时滞线性奇异系统的鲁棒稳定性及控制研究[D];内蒙古师范大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978