基于自适应滑模观测器的故障诊断

讨论了一类线性系统执行器故障的诊断问题.首先应用状态和输出变换,将原系统转化为两个低维子系统,再利用滑模观测器设计理论和等价控制概念重构执行器故障.考虑到实际系统中的不确定因素,上述方法推广到一类线性扰动系统,提出了基于自适应滑模观测器的故障诊断算法.最后,将所提算法应用于某型飞机模型的故障诊断.     

一类多参数不确定非线性级联系统的自适应稳定控制

针对一类多参数不确定非线性级联系统,在系统具有由未知向量刻画的多参数化不确定性、执行器故障和全状态受限约束条件下,研究其自适应状态反馈稳定控制问题.通过构造合适的障碍Lyapunov函数,结合Backstepping迭代设计方法和基于投影算子的自适应设计技巧,成功地给出系统的自适应状态反馈控制设计策略,并证明所设计控制器可保证闭环系统所有状态有界,原系统状态满足指定的约束条件且渐近收敛到原点.构建两个仿真算例验证理论结果的正确性和有效性.     

基于逆系统方法的非线性系统故障调节

针对一类多输入多输出非线性可逆系统,提出一种基于逆系统原理的故障调节方法.该方法通过设计被控对象的自适应观测器来估计执行器故障,并根据故障估计值,基于逆系统方法产生附加控制律对逆系统进行调节补偿,使得被控对象和经调节后逆系统的串联仍能保持为无故障时的伪线性系统模型,从而在无需改变系统正常控制器参数的情形下,方便地实现对执行器故障的良好性能容错目标.     

一种基于降维干扰解耦的鲁棒执行器故障检测与分离

针对一类伴有未知干扰的Lipschitz非线性系统,探讨了基于观测器的执行器故障检测与分离的方法.通过等价状态变换,将系统的未知干扰进行了解耦,并在此基础上提出了一种不受未知干扰影响、但对故障敏感的降维观测器设计方法.基于降维观测器输出估计误差设计出残差,使得降维观测器可以作为故障检测器用于执行器故障检测;然后,基于多观测器方法,即设计出与执行器数目相同的观测器,实现了对执行器故障分离的目的;最后,对一个大攻角状态下飞行器的简化模型进行了数字仿真,仿真结果表明所提出的方法是有效的.     

一类不确定非线性时滞系统的保成本容错控制

基于T-S模糊模型,研究了一类不确定非线性时滞系统在执行器故障时的保成本容错控制问题.应用线性矩阵不等式导出了状态反馈保成本控制器存在的充分条件,保证了对所有允许的不确定性,执行器故障时闭环系统渐近稳定,且对于一个给定的二次型成本函数,闭环成本值有界.仿真实例验证了该方法的有效性.     

一种自适应容错H_∞控制方法

针对有执行器故障的连续时间线性时不变控制系统,结合自适应控制方法和线性矩阵不等式(LMI)技术研究系统的容错H∞控制问题.利用LMI得到一个定常控制增益并同时优化系统干扰抑制性能(H∞性能).在定常控制增益基础上加上自适应控制方程得到完整的状态反馈控制器,使得系统在执行器故障下稳定,并通过李亚普诺夫第二稳定性定理,证明所提出的自适应容错控制系统比定常增益容错控制系统具有更为优越的干扰抑制性能.最后给出一个数值例子来验证该方法的有效性和优越性.     

基于高增益近似微分器的执行器故障重构

针对一类伴有外界干扰的线性系统,探讨了执行器故障重构的问题．首先,使用高增益近似微分器得到输出导数的估计值．然后,构建一种未知输入观测器,实现对外界干扰和执行器故障解耦,可以渐近跟踪系统的状态．基于状态和输出导数的估计值,使用代数方法可以直接重构系统的执行器故障．仿真结果表明,所提出的方法是有效的．     

基于逆系统内模控制的非线性系统故障调节

针对一类满足Lipschitz条件的多输入多输出非线性可逆系统,提出一种基于逆系统内模控制的故障调节方法.该方法首先给出一种同时具有比例与积分项的快速故障估计算法,以此为受控对象设计自适应观测器来估计执行器故障,提高故障估计过程的快速性和平稳性;其次,根据故障估计值,基于逆系统方法产生附加控制律对逆模型进行补偿调节,并...     

一类执行器偏移/卡死故障下的自适应容错控制

研究执行器故障下的连续时不变线性系统主动容错控制问题．考虑执行器部分失效和偏移／卡死故障,并假设偏移／卡死故障可以被分为状态依赖时变部分和常值偏移部分,且状态依赖权值和常值偏移量未知．设计自适应律在线故障执行器失效因子和状态依赖权重与常值偏移／卡死量,并基于自适应估计值构造状态反馈控制增益方程补偿故障带来的影响．通过李亚普诺夫第二稳定性定理,证明所提出的自适应容错控制策略能够保证系统在执行器故障情况下渐近稳定．最后,通过数值实例显示了该方法的有效性．     

不确定时滞线性离散系统的鲁棒容错控制

针对含有执行器失效故障的一类线性不确定时滞离散系统,研究了状态反馈鲁棒容错控制问题,其中参数的不确定性是范数有界的．基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,设计了一种有记忆的状态反馈控制器,使得闭环系统在所有可能的执行器失效故障情况下均是渐近稳定的．给出了该系统对执行器失效具有完整性的一个LMI充分条件,并利用MA...     

非线性系统的模糊Backstepping自适应容错控制

针对一类受扰动的且伴有执行器故障的严格反馈不确定非线性系统,提出了一种模糊自适应容错控制方法.当故障发生时,改变控制器结构使其融合故障.设计中,模糊逻辑系统用作在线逼近系统的未知动态和未知的故障函数,结合模糊自适应控制与backstepping技术,给出了模糊容错控制器方法,并基于Lyapunov定理严格证明了所提出的鲁棒模糊自适应控制方法能够保证整个闭环系统的稳定,最后通过仿真实例验证了该方法的有效性.所提出的模糊自适应容错方法扩展了经典容错控制方法的结果,给出的结果更具有一般性意义     

一类具有执行器故障的马尔科夫跳跃系统容错控制

研究一类转移概率部分已知马尔科夫跳跃线性系统的自适应容错控制问题.所考虑的转移概率情况更具一般性,即转移概率包括完全已知,未知但已知转移概率的上下界和完全未知三种情况.针对执行器失效故障,首先设计自适应故障估计器;而后,基于故障参数的估计值设计鲁棒补偿控制器,保证系统在发生执行器故障时的鲁棒稳定性.在处理未知转移概率时,采用自由权重的方法,以保证所得线性矩阵不等式条件具有更小的保守性.最后,数值仿真算例验证了所提方法的有效性.     

故障估计的自适应观测器设计

研究了一类自适应观测器实现线性系统的故障估计问题·这类自适应观测器不仅能实现对系统状态的估计,而且也能实现对故障的估计·采用H∞跟踪性能指标分析了这种观测器的设计方法和稳定条件·由这种观测器得到的估计故障与故障幅值大小没有关系,只与故障变化率和给定的H∞跟踪性能指数有关,进而使估计故障能以给定的H∞跟踪性能指数逼近真实故障·最后通过感应电机的传感器故障验证了所提方法的有效性·     

基于模糊学习方法的非线性系统智能容错控制

提出了一种基于自适应模糊逻辑学习方法的非线性系统智能容错控制方案.整个控制方案集自适应模糊控制器、监督控制器和调节控制器为一体,是一个功能强大的控制体系结构.仿真结果表明:提出的控制方案能有效地识别和调节非线性系统的未知错误,而且控制系统在不确定或错误的情况下具有稳定性和鲁棒性.     

轨控期间挠性卫星的姿态容错控制及主动振动抑制

针对受轨道控制推力影响及存在执行器故障的挠性卫星,提出了一种基于自适应滑模的姿态容错控制及挠性振动抑制方法.该容错控制方法不需要故障信息,而是基于滑模控制原理,利用自适应算法能够对故障系统中的不确定参数信息实现有效估计,并且在保证姿态稳定的同时,对来自环境和系统内部的扰动及转动惯量的不确定性具有良好的鲁棒性,从而提高了容错控制器的性能.进一步在姿态稳定的基础上,利用精确鲁棒微分器理论,针对挠性模态中的非线性项和扰动项设计了非线性状态观测器,并结合自适应控制和滑模控制方法实现了对挠性振动的有效抑制.最后,在反作用飞轮冗余配置的前提下,对轨道调控期间具有执行器故障的卫星姿态控制系统进行了仿真.结果表明,该方法有效正确.     

高斯模糊核聚类的模拟电路在线故障诊断算法

为提高模拟电路故障在线诊断的运算速度与可靠性,采用高斯模糊核聚类算法对模拟电路故障进行非监督学习。该故障诊断算法的关键是利用已知故障数据类中心点确定故障类。利用模糊核聚类的高效识别树型结构减少训练样本规模、处理模糊类中的野值点,以提高分类器的训练速度和精确度。根据每一类故障数据得到的故障参数均值,设其为故障判断阈值,并赋予类标。在三种不同故障条件下,对Sallen-Key低通滤波器电路进行故障诊断的仿真实验。结果表明：与RBF监督学习方法相比,β-MKFCM方法能够高效地辩识已知故障与未知故障。该研究为电路在线故障诊断提供了参考依据。     

神经网络的多故障诊断层次模型研究

人工神经网络已成功应用到实际的故障诊断系统中，但大多主要用于单故障诊断情形。实际应用中，多故障同时出现的情况却普遍存在。基于神经网络的方法，构造了一种用于既能诊断单故障，又能诊断多故障的模型。通过实例与传统的诊断模型进行对比，说明了所提出诊断模型的可行性和有效性。     

荣兴屯构造带断裂特征及油气地质意义

荣兴屯构造带油气分布深受断裂系统影响致使其分布规律不清楚。为揭示荣兴屯断裂特征及其油气地质意
义,通过地震剖面、构造图和平衡剖面等厘定了断裂的级别、性质和空间组合特征。研究表明,本区断裂的性质、特征
及演化极为复杂,平面上可划分为北东向主级断裂和北西向次级断裂,纵向上依次发育了沙三期伸展断裂、东营期走
滑断裂及馆陶期压缩断裂,3 种不同性质的断裂系统在纵向上叠加后构成了本区复杂的断裂体系。这种复杂断裂体系
深刻影响到油气藏形成、分布与调整等诸多方面,具体表现为其差异活动导致了凸凹相间的基本构造格局与油气藏的
形成,控制了烃源、各类圈闭以及火山岩-砂岩-泥岩三元储集结构的发育,是油气运移的主要通道和重要找油线索,
大部分油气藏依附于各级断裂及其相关构造。     

基于小波神经网络的一类非线性系统的故障检测

针对一类非线性系统,提出一种小波神经网络(wavelet neural network,WNN)自适应故障检测方法。WNN具有较强的泛化能力及不同的激活函数。通过设计自适应状态观测器技术,利用小波神经网络观测器良好的观测性能来观测系统的当前状态,并将其应用于一类非线性系统中,实现故障检测与诊断。利用Lyapunov直接方法从理论上证明了小波神经网络故障检测观测器的稳定性,仿真结果亦表明了该非线性系统故障检测观测器的可靠性和稳定性。