一类自适应观测器的故障估计性能

采用H∞跟踪性能指标,给出了一类自适应观测器的一种综合过程,通过对故障自适应律的设计和比较,得到了影响这类自适应观测器故障估计性能的几个因素·所设计的自适应观测器的故障估计误差与故障的幅值大小没有关系,而且可以通过调节H∞跟踪性能指数使故障估计误差达到任意小·仿真例子验证了理论分析的有效性·     

基于自适应观测器的非线性时滞系统故障检测与估计

针对具有模型不确定性、时滞现象的非线性动态系统的执行器故障,在某些假定的条件下,采用自适应观测器建立有效的残差信号,实现对系统故障的检测和估计,且利用Lyapunov理论对自适应观测器的设计进行了分析,获得了相应的自适应调节规则.仿真例子验证了提出方法的有效性.     

基于参数自适应滑模观测器的发动机气缸压力估计

气缸压力是发动机燃烧分析与故障诊断的重要参数,为了提高发动机动力学模型中的气缸压力估计精度,提出参数自适应滑模观测器设计方法.建立了基于参数自适应滑模观测器的发动机动力学模型,通过对发动机摩擦偏移及散热损耗比例系数进行修正,并依据Lyapunov稳定性理论得出观测器收敛的充分条件,在保证全局系统误差尽可能小的基础上,使得气缸压力估计误差趋近于零.仿真结果表明,参数自适应滑模观测器方法较传统滑模观测器方法具有更高的估计精度,而且该方法只需利用曲轴位置传感器得到转速信号,其硬件成本低.     

基于LMI的一类Lipschitz非线性系统自适应观测器设计

采用Lypunov方法讨论了一类具有未知参数的Lipschitz非线性系统的状态观测器设计问题, 给出了观测器的结构形式和参数估计的自适应律.并以线性矩阵不等式组的形式给出了观测器渐近稳定的充分条件.合理地选取了增益矩阵,消除了增益矩阵选择不当所带来的保守性和盲目性.改善了有关文献的结果.     

非线性自适应异步电动机磁通观测器的设计

基于异步电动机的非线性模型,提出了一种在转子电阻未知条件下的非线性自适应磁通观测器,设计中采用了反向递推（ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ）方法,用Ｌｙａｐｕｎｏｖ法证明了其稳定性,并得出转子电阻的自适应律,仿真结果证明了其可行性。     

Lipschitz非线性系统自适应观测器设计

对具有未知参数的Lipschitz非线性系统自适应观测器设计问题进行了讨论。首先，在一定的条件假设下，讨论了可同时辨识出系统常量参数的全维自适应观测器。然后，在同样的条件下，基于一坐标变换的方法，提出了一种降维自适应观测器设计方法。由此得出结论：具有常未知参数的Lipschitz非线性系统在同样的条件假设下，既可进行全维自适应观测器设计，也可进行降维自适应观测器设计。     

基于多频H_∞最优观测器的航天器故障诊断

针对航天器姿态控制系统中的陀螺故障,利用控制输入信息,依据故障信号频率,使用LMI分别设计多组H∞最优故障观测器。该方法无需其他测量校验,能够克服传统诊断方法对星敏感器的依赖;同时扩展H∞观测器的设计自由度,降低惯量不确定性对系统诊断精度的影响。在Matlab/Simulink环境下对航天器姿态系统进行了仿真,仿真结果表明:提出的控制算法处理航天器陀螺故障问题的有效性和可行性。     

一类带有时变时滞的Lur’e型切换系统的故障估计

研究了一类带有中立项和时变时滞信号的非线性切换系统的故障估计问题。通过设计基于观测器的切换故障估计器,将故障估计问题转化为H∞滤波问题。在任意切换信号下,通过选取合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,推导并证明了由原系统和估计系统组成的增广系统绝对稳定,同时满足给定的H∞性能指标的时滞相关充分条件。进一步利用锥形补方法给出所设计的估计器参数矩阵的解。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

一类带有时变时滞的Lur＇e型切换系统的故障估计

研究了一类带有中立项和时变时滞信号的非线性切换系统的故障估计问题。通过设计基于观测器的切换故障估计器,将故障估计问题转化为H∞滤波问题。在任意切换信号下,通过选取合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,推导并证明了由原系统和估计系统组成的增广系统绝对稳定,同时满足给定的H∞性能指标的时滞相关充分条件。进一步利用锥形补方法给出所设计的估计器参数矩阵的解。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于观测器的广义系统H_∞可靠性控制器

利用广义系统的传感器故障模型,研究广义系统H∞可靠性控制器的设计问题·首先,建立了广义系统传感器故障的一般模型,在此模型的基础上设计基于观测器的控制器·其次,定义了广义系统的H∞可靠性控制器·接着,用带广义约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出传感器正常及出现部分故障时,所设计的控制器使得闭环广义系统容许且传递函数H∞范数有界的充分条件,即存在H∞可靠性控制器的充分条件·同时,还通过对广义系统的受限等价变换,去掉了广义约束,简化了带广义约束的GARI·进而可以通过解简化后的GARI来设计H∞可靠性控制器·最后,给出一个数值例子来演示设计过程并说明此方法的有效性·     

基于自适应观测器的线性离散系统故障诊断

为诊断线性离散系统中的故障,提出了基于状态估计的自适应观测器故障诊断方法。利用基于Lyapunov函数的自适应观测器构造残差信号,设计了观测器增益矩阵和故障估计值的自适应调节规律。保证Lyapunov函数的一阶导数为负,所提出的自适应调整律能够实现观测器稳定和故障估计误差收敛。仿真结果表明,该方法可以及时检测系统故障,且能够诊断故障大小。     

具有未知输入非线性系统的自适应观测器设计

针对具有未知输入和传感器噪声的的非线性系统,讨论了基于T-S(Takagi-Sugeno)模型的未知输入观测器设计方法.首先,给出了基于非线性系统构造T-S模型系数矩阵的计算方法.然后,以T-S模型作为设计模型,通过扩展传感器噪声为辅助状态向量的方式,将系统扩展为增维系统.继而,针对T-S模型,设计模糊自适应观测器以达到对非线性系统状态,未知输入和传感器噪声同时估计之目的.为此,基于线性矩阵不等式,给出了观测器存在的充分性条件.最后,通过实例仿真验证了此方法的有效性.     

非线性分布参数系统鲁棒故障检测观测器设计

针对一类由偏微分方程(PDE)描述的非线性分布参数系统的鲁棒故障检测观测器(FDO)设计问题进行了研究.采用模态分解法将PDE系统变换成一个等价的无穷维常微分方程(ODE)系统,并根据空间微分算子的特征谱,将无穷维ODE系统表达成有限维慢子系统与无穷维快子系统相耦合的形式.基于慢子系统模型设计有限维FDO,使得无故障残差系统在容许的未知非线性动态和快子系统动态影响下依然渐近稳定,并设计相应的检测门限,以实现故障检测.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

带有传感器故障的不确定分数阶系统观测器设计

在考虑带有传感器故障和存在量测噪声的条件下,设计了不确定分数阶系统的状态观测器.通过利用增广矩阵和根据矩阵秩不变的性质,把不确定分数阶系统增广为广义分数阶不确定系统.根据线性矩阵不等式的分数阶系统稳定性判据,考虑分数阶次在1相似文献   

一类非线性系统连续非光滑自适应观测器设计

在已有文献的基础上增加非线性齐次误差项,给出一类具有单边或拟单边Lipschitz条件的非线性系统连续非光滑自适应观测器的设计方法,并进行仿真.所设计的观测器有线性部分和非线性齐次部分,其中,线性部分可以确保观测误差全局Lyapunov稳定,而非线性齐次部分可以加快状态误差和参数误差收敛速度,提高抗干扰性.仿真结果表明,所设计的观测器是有效的.     

采用代数建模方法的自适应观测器设计

针对伴有未知输入的一类线性时不变系统,当观测器匹配条件不满足时,研究了自适应观测器的设计问题。通过将未知输入划分为匹配未知输入和不匹配未知输入两部分,并假设不匹配未知输入可以表述为一个动态系统,从而可得一个满足匹配条件的增广系统;对于该增广系统讨论了自适应观测器的存在条件,给出了自适应观测器的设计方法,这种自适应观测器不仅可以观测原系统的状态,还可以重构、匹配未知输入。将该设计方法应用于一类机器人系统,虽然系统未知输入初值和观测器重构的未知输入初值相差很大,但是观测器重构的未知输入值能够很快地跟踪上系统实际的未知输入值;虽然这是一种有界误差跟踪,但是误差可以控制在很小的范围内,并不影响实际应用。仿真结果表明,所提方法是有效的。     

Design of Fault Detection Observer Based on Hyper Basis Function

In this paper, we propose the Hyper Basis Function(HBF) neural network on the basis of Radial Basis Function(RBF) neural network. Compared with RBF, HBF neural networks have a more generalized ability with different activation functions. A decision tree algorithm is used to determine the network center. Subsequently, we design an adaptive observer based on HBF neural networks and propose a fault detection and diagnosis method based on the observer for the nonlinear modeling ability of the neural network. Finally, we apply this method to nonlinear systems. The sensitivity and stability of the observer for the failure of the nonlinear systems are proved by simulation, which is beneficial for real-time online fault detection and diagnosis.     

基于二阶滑模观测器的非线性动态系统故障估计

研究了一类非线性动态系统的执行器故障估计问题.采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性动态系统建模,克服了以往研究需对非线性动态系统作Lipschitz条件假设的局限性.为避免传统滑模观测器在实现故障估计时的抖振问题,设计二阶滑模观测器实现了故障估计.为方便观测器设计,通过坐标变换分离出系统的可测状态;采用Lyapunov泛函与线性矩阵不等式设计观测器,并证明了观测误差动态系统的稳定性,进而得到了执行器故障的渐近估计.所提方法只需观测器与系统的输出信息,实现了故障的在线估计.通过一个液压传动系统的仿真分析验证了所提方法的有效性.