TS模型和H_∞观测器在卫星故障诊断中的应用 被引量：2

1

作者 王宇雷 李传江 马广富 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1345-1350,共6页

针对卫星姿态控制系统中的陀螺故障,分别在先验变量已知和未知两种情况下设计了基于TS模糊模型的H∞最优故障观测器,并证明了两种情况下H∞最优故障观测器的可行性.最后通过数学仿真验证所提出的故障诊断方法的有效性,并对两种H∞故障... 针对卫星姿态控制系统中的陀螺故障,分别在先验变量已知和未知两种情况下设计了基于TS模糊模型的H∞最优故障观测器,并证明了两种情况下H∞最优故障观测器的可行性.最后通过数学仿真验证所提出的故障诊断方法的有效性,并对两种H∞故障观测器的性能和实用性进行了综合比对. 展开更多

关键词 卫星姿态控制系统 故障诊断 TS模糊模型 h∞最优故障观测器

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基于H_∞理论的中立型时滞系统鲁棒故障检测 被引量：2

2

作者 张登峰 孙宇 +1 位作者 王执铨 胡寿松 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期130-134,共5页

基于观测器方法研究了一类具有不确定扰动的中立型时滞系统的鲁棒故障检测问题。应用H∞控制理论给出了带记忆观测器的鲁棒渐近稳定条件,并研究了基于线性矩阵不等式的观测器增益阵设计方法。利用所设计的故障检测观测器可使获得的故障... 基于观测器方法研究了一类具有不确定扰动的中立型时滞系统的鲁棒故障检测问题。应用H∞控制理论给出了带记忆观测器的鲁棒渐近稳定条件,并研究了基于线性矩阵不等式的观测器增益阵设计方法。利用所设计的故障检测观测器可使获得的故障检测残差在对不确定扰动具有抑制水平γ的同时,对故障信号具有L2增益ρ,从而体现了残差对不确定扰动的鲁棒性和对故障信号响应的灵敏度。仿真算例表明,运用该方法进行鲁棒故障检测是有效的。 展开更多

关键词 中立型时滞系统 故障检测 鲁棒h∞观测器 线性矩阵不等式

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一类线性系统可靠H_∞控制

3

作者 马玉杰 王福忠 《沈阳工程学院学报（自然科学版）》 2005年第2期81-83,共3页

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型,提出了考虑执行器故障的可靠 H_∞控制问题．通过对具有执行器故障线性定常系统的分析,利用 LMI 分别给出了次优可靠 H_∞控制器和最优可靠 H_∞控制器存在的充分条件．通过比较,进一步看出对系... 针对线性定常系统,采用连续增益故障模型,提出了考虑执行器故障的可靠 H_∞控制问题．通过对具有执行器故障线性定常系统的分析,利用 LMI 分别给出了次优可靠 H_∞控制器和最优可靠 H_∞控制器存在的充分条件．通过比较,进一步看出对系统进行最优可靠 H_∞控制器设计的必要性． 展开更多

关键词 执行器故障 传感器故障 可靠控制器 最优可靠控制器

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一类不确定非线性系统的DOBC与H_∞复合控制方法

4

作者 仝淑贞 郭雷 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2007年第4期17-23,共7页

针对一类具有干扰的不确定非线性系统,提出了一种基于干扰观测器控制(DOBC)和H∞控制的复合控制方法。输入通道中的干扰信号表示为一个动态子系统,可以涵盖常值、谐波等干扰。被控对象和干扰子系统均含有参数和结构的不确定性。提出了... 针对一类具有干扰的不确定非线性系统,提出了一种基于干扰观测器控制(DOBC)和H∞控制的复合控制方法。输入通道中的干扰信号表示为一个动态子系统,可以涵盖常值、谐波等干扰。被控对象和干扰子系统均含有参数和结构的不确定性。提出了基于凸优化的降阶干扰观测器设计方法。通过集成常规控制器,外部确定干扰部分可以通过DOBC方法来抵消,由参数和结构的不确定性部分引起的干扰通过H∞控制抑制。从而使闭环系统在没有参数和结构不确定性时渐近稳定,在有参数和结构不确定性时满足H∞控制性能指标。最后,对飞机控制系统的仿真验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 干扰抵消 干扰抑制 不确定系统 非线性系统 干扰观测器 h∞控制 凸优化

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基于H∞理论的磁流变阻尼器半主动容错控制 被引量：3

5

作者 刘猛 霍林生 李宏男 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期287-293,共7页

建筑结构的半主动控制系统中的传感器,在强震作用下可能因出现故障而影响控制效果。以磁流变阻尼器为例,研究半主动容错控制系统的设计方法。首先,研究了基于状态观测器的半主动H∞控制器设计方法,并将之应用到建筑结构采用磁流变阻尼... 建筑结构的半主动控制系统中的传感器,在强震作用下可能因出现故障而影响控制效果。以磁流变阻尼器为例,研究半主动容错控制系统的设计方法。首先,研究了基于状态观测器的半主动H∞控制器设计方法,并将之应用到建筑结构采用磁流变阻尼器的减振控制中;运用改进Bouc-Wen模型,计算磁流变阻尼器的阻尼力,通过求解一个代数Riccati方程和一个状态观测方程,得出了基于状态观测器的H∞主动控制律;再对其采用Clipped-optimal方法实施半主动控制策略。然后,针对传感器故障,利用观测器组的输出残差对故障进行在线诊断,并通过几个观测器状态值的比较得到故障的大小,并据此对传感器的测量值进行修正,从而消除故障对闭环系统的影响,最终实现半主动H∞容错控制。仿真结果表明,该方法具有很好的容错控制效果。 展开更多

关键词 磁流变阻尼器 状态观测器 半主动h∞控制 容错控制

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基于滑模观测器的车辆半主动座椅悬架系统H_(∞)最优控制 被引量：4

6

作者 王小龙 黄晋英 +1 位作者 吕海峰 魏成思 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期246-251,共6页

针对考虑人体模型的五自由度半主动座椅悬架系统,提出了一种基于滑模观测器的H_(∞)最优控制器。由于座椅悬架系统的未建模动态、参数不确定性和作动器未知输入在同一个通道内,所有扰动可视为集总干扰。通过结合低通滤波技术构造辅助变... 针对考虑人体模型的五自由度半主动座椅悬架系统,提出了一种基于滑模观测器的H_(∞)最优控制器。由于座椅悬架系统的未建模动态、参数不确定性和作动器未知输入在同一个通道内,所有扰动可视为集总干扰。通过结合低通滤波技术构造辅助变量,建立增广系统设计滑模观测器,成功实现了利用直接可测量加速度信息对集总干扰的估计,进而利用H_(∞)技术对滑模观测器估计误差和振动输入引起的干扰进行抑制。冲击工况和随机路面激励下的仿真结果表明:(1)滑模观测器能够精确估计座椅悬架系统的未知扰动;(2)带有滑模观测器干扰补偿的H_(∞)最优控制相较无补偿的H_(∞)控制和无控制,座椅悬架的性能指标与乘坐舒适性都有明显的改善。 展开更多

关键词 座椅悬架 半主动控制 滑模观测器 h_(∞)最优控制

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近断层强震观测记录基线校正的优化方法 被引量：12

7

作者 荣棉水 彭艳菊 +1 位作者 喻畑 杨宇 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S2期300-306,共7页

如何利用近断层强震记录有效获取速度、位移时程,恢复永久位移信息是研究近场强地震动特性需要首先解决的问题。由于背景噪声、强震引起的仪器倾斜等因素,近断层强震记录中存在严重的基线漂移,迫切需要发展直观、有效的基线校正方法。在... 如何利用近断层强震记录有效获取速度、位移时程,恢复永久位移信息是研究近场强地震动特性需要首先解决的问题。由于背景噪声、强震引起的仪器倾斜等因素,近断层强震记录中存在严重的基线漂移,迫切需要发展直观、有效的基线校正方法。在由Iwan方法发展而来的V0校正算法基础上,引入了"时移斜率比"、"拟合段标准差"、"位移尾段均方差"等参数,提出改进的基线校正优化方法及其具体操作步骤。利用汶川地震近断层强震记录对方法进行检验,获得的永久位移信息与GPS测量结果吻合较好。与已有V0校正算法相比,文中方法能直观有效地获得速度时程尾段直线拟合的最佳时间范围,一定程度上减少人为确定该时段给校正结果带来的不确定性。 展开更多

关键词 近断层 强震观测记录 基线校正 优化

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过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制 被引量：10

8

作者 张爱华 胡庆雷 +1 位作者 霍星 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期369-376,共8页

针对四反作用飞轮配置的刚体航天器执行机构故障以及外部干扰等问题,提出一种姿态容错控制分配算法。该方法通过设计滑模观测器,实现在有限时间内对执行机构故障与外部干扰的精确重构;特别地,应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制... 针对四反作用飞轮配置的刚体航天器执行机构故障以及外部干扰等问题,提出一种姿态容错控制分配算法。该方法通过设计滑模观测器,实现在有限时间内对执行机构故障与外部干扰的精确重构;特别地,应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制器能够在有限时间内实现对闭环姿态的全局渐近稳定控制,且该控制策略可实现对反作用飞轮故障与外部干扰的鲁棒性。此外,采用计算量较小的基序最优控制分配方法快速实现了期望控制力矩到四反作用飞轮指令控制力矩分配。最后,针对某型号航天器以及各种反作用飞轮故障进行数值仿真,仿真结果表明所设计过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制方法能够在线、及时、精准地完成故障重构与控制分配。 展开更多

关键词 有限时间 滑模观测器 执行机构 故障重构 基序最优控制分配

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基于最优未知输入观测器的BIT降虚警技术 被引量：4

9

作者 姜云春 邱静 +1 位作者 刘冠军 钱彦岭 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期97-100,共4页

针对基于模型的机电控制系统BIT中的虚警问题,分析了系统中的信息不确定性和产生虚警的机理,基于最优未知输入观测器方法设计了BIT故障检测诊断系统,该系统对信息不确定性具有较强的鲁棒性,能够充分地抑制虚警。在某机电跟踪与稳定伺服... 针对基于模型的机电控制系统BIT中的虚警问题,分析了系统中的信息不确定性和产生虚警的机理,基于最优未知输入观测器方法设计了BIT故障检测诊断系统,该系统对信息不确定性具有较强的鲁棒性,能够充分地抑制虚警。在某机电跟踪与稳定伺服平台BIT系统上进行了试验研究,结果表明机理分析正确,所提方法有效。 展开更多

关键词 BIT 虚警 最优未知输入观测器 故障检测

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传感器饱和约束下网络控制系统丢包故障检测 被引量：1

10

作者 沈喆 杨光红 孙鹏 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期913-916,共4页

研究了一类网络控制系统丢包情况下传感器输出饱和的故障检测问题.首先假设网络控制系统丢包存在于传感器到控制器之间,并用两个独立的伯努利分布序列来描述.然后在传感器输出饱和约束条件下设计了一个故障检测观测器,用来加大故障对残... 研究了一类网络控制系统丢包情况下传感器输出饱和的故障检测问题.首先假设网络控制系统丢包存在于传感器到控制器之间,并用两个独立的伯努利分布序列来描述.然后在传感器输出饱和约束条件下设计了一个故障检测观测器,用来加大故障对残差的敏感性并减小干扰对故障的影响.最后基于线性矩阵不等式技术,得到一个鲁棒故障检测系统有界均方稳定的充分条件,并满足了H∞性能指标.数值算例表明了在丢包和传感器饱和约束情况下所提方法的有效性. 展开更多

关键词 故障检测 网络控制系统 丢包 传感器饱和 h∞观测器 线性矩阵不等式

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基于状态观测器的磁悬浮列车传感器故障容错方法 被引量：5

11

作者 张志洲 李晓龙 龙志强 《机车电传动》 2008年第4期39-42,共4页

针对磁悬浮列车的加速度计或间隙传感器故障,设计了基于状态观测器的最优容错控制系统。首先建立了单电磁铁悬浮系统的模型,引入电流环降低系统阶数,然后按照标称闭环系统模型设计在线状态观测器。当单个传感器失效时,根据故障诊断系统... 针对磁悬浮列车的加速度计或间隙传感器故障,设计了基于状态观测器的最优容错控制系统。首先建立了单电磁铁悬浮系统的模型,引入电流环降低系统阶数,然后按照标称闭环系统模型设计在线状态观测器。当单个传感器失效时,根据故障诊断系统提供的故障定位信息,实时采用状态观测器提供的状态估计信息,最终对单个传感器故障实现容错。仿真表明该方法的有效性。 展开更多

关键词 磁悬浮列车 悬浮系统 状态观测器 传感器 最优控制 容错控制

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一类具有未知干扰的Markov跳变系统故障检测 被引量：1

12

作者 何舒平 刘飞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期458-462,共5页

针对一类具有未知扰动的Markov跳变系统的故障检测问题,设计出了系统的优化故障检测观测器.通过对系统进行重构,获取了包括未知扰动、建模误差等未知输入信号和故障信号的残差动态特性,分别选取残差的扰动信号和故障信号的能量范数指标... 针对一类具有未知扰动的Markov跳变系统的故障检测问题,设计出了系统的优化故障检测观测器.通过对系统进行重构,获取了包括未知扰动、建模误差等未知输入信号和故障信号的残差动态特性,分别选取残差的扰动信号和故障信号的能量范数指标来体现其对扰动的抑制作用和对故障的灵敏性,并将故障检测观测器的设计描述为一个优化问题.利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式,证明并给出了故障检测观测器有解的充分条件,提出了优化设计方法.所设计的观测器使系统具有随机稳定性,抑制干扰能力强,满足所给的范数指标.仿真算例结果表明,在故障发生时,优化观测器可以很灵敏地检测出故障,并能将未知扰动对残差的影响有效地抑制在给定的范围内. 展开更多

关键词 MARKOV跳变系统 故障检测 优化观测器 随机稳定性 线性矩阵不等式

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矿井通风阻变故障观测特征组合选择试验研究 被引量：7

13

作者 黄德 刘剑 +5 位作者 刘永 李向阳 邓立军 刘永红 黄萍萍 洪昌寿 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3922-3933,共12页

针对矿井通风阻变故障诊断观测特征维度高、存在较多与阻变故障诊断无关和冗余特征的问题,以最小的观测点覆盖率和交叉验证误差为目标,建立基于多目标优化的观测特征选择模型,用于矿井通风阻变故障诊断的观测点选择。以k-近邻算法作为... 针对矿井通风阻变故障诊断观测特征维度高、存在较多与阻变故障诊断无关和冗余特征的问题,以最小的观测点覆盖率和交叉验证误差为目标,建立基于多目标优化的观测特征选择模型,用于矿井通风阻变故障诊断的观测点选择。以k-近邻算法作为故障诊断模型的求解方法,利用非支配排序遗传算法Ⅱ对观测特征选择模型进行求解,解决仅在必要位置布设观测点,降低阻变型故障诊断的成本;剔除易导致观测特征之间的冗余或不相关特征,提高阻变型故障诊断学习器的性能;一定程度上缓解过拟合或欠拟合问题的发生,提高模型的泛化能力等关键问题。分别对7组特征组合方案进行观测特征选择比对试验,并以无样本模型进行验证试验,结果表明:相对观测点覆盖率降至0.2~0.5后,故障诊断准确率收敛于稳定的状态;风量单一特征类型在所有比对试验中均获得最低准确率;在确保故障诊断性能的情况下,观测特征经优化选择后很大程度上降低了阻变故障诊断模型的复杂度;优化选择的观测特征在无样本模型中具有与监督模型同样的有效性。因此,基于多目标优化的观测特征选择模型可有效地剔除冗余或不相关特征,从而提高阻变故障诊断模型的性能,为实时网络解算提供新的理论方法,为智能通风的实现提供技术支撑。 展开更多

关键词 矿井通风 阻变故障 观测特征 优化选择 多目标优化

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基于传感器最优配置的故障检测观测器设计

14

作者 彭涛 谢勇 《南华大学学报（自然科学版）》 2006年第3期12-15,19,共5页

提出一种基于传感器最优配置的故障检测观测器设计方法.针对线性时不变动态系统,给出了故障检测观测器设计问题以及基于传感器最优配置的故障检测观测器设计问题的描述.通过最优地选择测量变量,使满足系统测量成本最低的情况下,达到对... 提出一种基于传感器最优配置的故障检测观测器设计方法.针对线性时不变动态系统,给出了故障检测观测器设计问题以及基于传感器最优配置的故障检测观测器设计问题的描述.通过最优地选择测量变量,使满足系统测量成本最低的情况下,达到对故障具有尽可能大的灵敏度,而同时对未知输入信号的影响具有尽可能强的鲁棒性目标.仿真算例说明了设计方法及算法的有效性. 展开更多

关键词 故障检测 传感器最优配置 观测器

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基于降维观测器的最优故障诊断算法研究 被引量：3

15

作者 屠园园 王大轶 李文博 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期40-45,共6页

为降低诊断算法的计算量,优化算法参数,设计了一种基于降维观测器的最优故障诊断算法。首先,利用正交原理,将故障状态与系统状态进行解耦,从而构造了用于故障估计且无需进行矩阵分块运算的降维观测器。其次,基于对偶原理,将诊断算法的... 为降低诊断算法的计算量,优化算法参数,设计了一种基于降维观测器的最优故障诊断算法。首先,利用正交原理,将故障状态与系统状态进行解耦,从而构造了用于故障估计且无需进行矩阵分块运算的降维观测器。其次,基于对偶原理,将诊断算法的增益优化问题转化为诊断误差方程对偶系统的最优控制律设计问题,从而实现了对故障的最小方差估计。然后,利用诊断结果设计了基于故障补偿思想的容错控制律,以此实现了系统与故障的隔离。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。结果表明,对于二阶系统,该诊断算法可在7s内快速收敛到故障真实值。 展开更多

关键词 故障诊断 降维观测器 最优增益 对偶原理 故障补偿

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考虑性能退化的航空发动机故障诊断量化评估 被引量：6

16

作者 孙瑞谦 缑林峰 +1 位作者 韩小宝 刘志丹 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期332-343,共12页

航空发动机全生命周期内的故障诊断一直是研究的热点,为保障航空发动机在性能退化条件下故障诊断算法的可靠性,对考虑性能退化的航空发动机进行故障可诊断性量化评估有着重要的意义。从状态量的可测量性以及最优观测器设计两个方面对退... 航空发动机全生命周期内的故障诊断一直是研究的热点,为保障航空发动机在性能退化条件下故障诊断算法的可靠性,对考虑性能退化的航空发动机进行故障可诊断性量化评估有着重要的意义。从状态量的可测量性以及最优观测器设计两个方面对退化状态下航空发动机的滑动窗口模型进行解耦处理。从故障可检测及可隔离两个方面对故障的可诊断性进行量化评估,以巴氏距离为量化标准,将量化评估问题转换为多元分布概率距离求解问题。同时,从故障空间的角度对故障可隔离性进行定义,剥离了参考故障模式的影响,将可隔离性转化为故障空间中故障模式的固有属性,并给出航空发动机故障可检测及可隔离的判据。仿真结果证明,本文所提出的方法可以在发动机性能退化条件下对控制系统传感器、执行机构故障以及发动机气路部件故障进行可诊断性量化评估。 展开更多

关键词 航空发动机 故障可诊断性 量化评价 性能退化 巴氏距离 最优状态观测器 距离相似度

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