基于观测器的非线性不确定系统鲁棒故障检测新方法 被引量：2

1

作者 朱喜华 李颖晖 +1 位作者 李宁 韩建定 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期644-648,共5页

针对非线性不确定系统的鲁棒故障检测问题,提出了一种采用统计理论的新方法.通过设计全阶故障观测器产生残差信号,将鲁棒故障检测观测器设计问题转化为H∞优化问题;利用H∞范数描述故障检测的鲁棒性,保证系统的抗干扰能力,同时引入H_范... 针对非线性不确定系统的鲁棒故障检测问题,提出了一种采用统计理论的新方法.通过设计全阶故障观测器产生残差信号,将鲁棒故障检测观测器设计问题转化为H∞优化问题;利用H∞范数描述故障检测的鲁棒性,保证系统的抗干扰能力,同时引入H_范数,确保对故障信号的灵敏度;应用线性矩阵不等式技术给出了该设计问题解存在的条件和求解方法.将统计理论用于故障检测阈值的确定,充分考虑了残差信号的随机特性,使故障决策更加准确和可靠.最后通过仿真实例验证了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 观测器设计 非线性不确定系统 线性矩阵不等式 统计理论 鲁棒故障检测

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设计高阶PI观测器对线性系统故障作鲁棒检测 被引量：2

2

作者 王国胜 关新平 吴爱国 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1488-1494,共7页

针对具有干扰的线性定常系统,研究了基于高阶PI观测器的鲁棒故障检测设计问题.基于Sylveste矩阵方程的参数化解,给出了干扰与残差解耦的充要条件,并提出了基于高阶PI观测器的线性系统鲁棒故障检测参数化设计方法.数值算例及仿真分析表... 针对具有干扰的线性定常系统,研究了基于高阶PI观测器的鲁棒故障检测设计问题.基于Sylveste矩阵方程的参数化解,给出了干扰与残差解耦的充要条件,并提出了基于高阶PI观测器的线性系统鲁棒故障检测参数化设计方法.数值算例及仿真分析表明所提鲁棒故障检测参数化设计方法是有效的. 展开更多

关键词 线性系统 高阶PI观测器 鲁棒故障检测 参数化设计

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基于自适应模糊输出观测器的非线性系统鲁棒故障检测

3

作者 朱张青 周川 胡维礼 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期565-568,共4页

针对一般非线性系统的故障检测 ,从工程应用的角度提出了一种基于自适应模糊输出观测器的非线性系统鲁棒故障检测方法。该方法以自适应模糊系统构造未知非线性模型的输出观测器 ,在充分考虑外加噪声干扰和系统误差的情况下 ,通过对一般... 针对一般非线性系统的故障检测 ,从工程应用的角度提出了一种基于自适应模糊输出观测器的非线性系统鲁棒故障检测方法。该方法以自适应模糊系统构造未知非线性模型的输出观测器 ,在充分考虑外加噪声干扰和系统误差的情况下 ,通过对一般反向传播学习算法进行改进 ,提出采用鲁棒反向传播学习算法调整观测器参数以辨识系统输出 ,再结合阈值故障检测策略检测系统故障。为保证算法具有较快的收敛速度 ,本文给出了根据模糊规则确定算法初始参数的选择方法并证明了算法的收敛性。仿真结果表明 ,对一般非线性系统故障检测 ,该方法具有有效性和实时性 。 展开更多

关键词 非线性系统 故障检测 自适应模糊观测器 鲁棒反向传播算法

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LPV鲁棒故障观测器设计

4

作者 过金超 黄心汉 +1 位作者 王延峰 崔光照 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第18期212-214,244,共4页

针对线性参数变化(Linear Parameter Varying,LPV)系统的故障检测问题,采用H-/H∞混合优化方法,对基于LPV模型的鲁棒故障观测器(RFDO)进行设计,基于离散的参数依赖李亚普诺夫函数,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器的综合条件,经过转化,观... 针对线性参数变化(Linear Parameter Varying,LPV)系统的故障检测问题,采用H-/H∞混合优化方法,对基于LPV模型的鲁棒故障观测器(RFDO)进行设计,基于离散的参数依赖李亚普诺夫函数,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器的综合条件,经过转化,观测器的设计问题被转化为一组线性矩阵不等式的求解问题;利用LMI工具求解线性矩阵不等式,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器。最后,通过在一点上对故障输入的非线性仿真,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 H-/H∞混合优化 线性参数变化鲁棒故障观测器 线性矩阵不等式 参数依赖李亚普诺夫函数

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具有扰动的非线性系统鲁棒故障估计观测器设计 被引量：5

5

作者 侯黎阳 黄睿睿 陈政权 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第6期111-116,共6页

针对具有扰动的一类非线性系统的故障估计问题,设计了一种新的H∞鲁棒观测器与故障估计滤波器相结合的方法。该方法首先通过引入H∞性能指标,抑制了未知扰动及系统噪声的影响,同时也抑制了故障估计误差受故障变化率的影响,从而增加了故... 针对具有扰动的一类非线性系统的故障估计问题,设计了一种新的H∞鲁棒观测器与故障估计滤波器相结合的方法。该方法首先通过引入H∞性能指标,抑制了未知扰动及系统噪声的影响,同时也抑制了故障估计误差受故障变化率的影响,从而增加了故障估计的快速性和鲁棒性;其次,通过H∞鲁棒观测器抑制后的残差信号调整估计故障,然后设计滤波器的阈值,将阈值的大小与残差范数进行比较,判断是否启动滤波器,滤波器的设计使得系统鲁棒性进一步增强。仿真结果验证了所提方法的有效性及正确性。 展开更多

关键词 非线性系统 故障估计 鲁棒观测器 滤波器 阈值

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基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计LMI方法 被引量：8

6

作者 钟麦英 汤兵勇 Steven X.Ding 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期1001-1005,共5页

研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题 .引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标 ,从系统的 L2 增益角度出发 ,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计... 研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题 .引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标 ,从系统的 L2 增益角度出发 ,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题形成为 H∞ 优化问题 .然后应用线性矩阵不等式技术 ,给出并证明了该设计问题的解存在条件和求解方法 .并通过简例说明了算法的有效性 . 展开更多

关键词 状态观测器 设计 LMI方法 鲁棒故障诊断滤波器 残差信号 H∞优化 L2增益 线性矩阵不等式

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基于观测器的非线性系统鲁棒H_∞可靠控制 被引量：3

7

作者 付兴建 姚朋朋 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期80-84,共5页

针对非线性不确定系统,在执行器发生故障的情况下,研究了系统的鲁棒H_∞可靠控制器和系统状态观测器的设计.从Lyapunov稳定性和鲁棒H_∞可靠控制的定义出发,通过构建观测器型状态反馈的闭环控制系统,得到了鲁棒H_∞可靠控制器和状态观... 针对非线性不确定系统,在执行器发生故障的情况下,研究了系统的鲁棒H_∞可靠控制器和系统状态观测器的设计.从Lyapunov稳定性和鲁棒H_∞可靠控制的定义出发,通过构建观测器型状态反馈的闭环控制系统,得到了鲁棒H_∞可靠控制器和状态观测器需要满足的不等式.利用相关引理,将不等式转化为等价的线性矩阵不等式,给出了系统的控制器和状态观测器的表达式.经仿真验证,所设计的基于观测器的非线性不确定系统的鲁棒H_∞可靠控制系统,在执行器失效时系统对允许范围内的结构不确定性具有一定的抗干扰和容错能力,检验了所提出方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 可靠控制 鲁棒H∞控制 非线性 观测器 执行器故障

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基于观测器的l^1鲁棒故障检测方法 被引量：2

8

作者 方华京 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期36-40,共5页

基于参数化的控制系统输出观测器 ,将鲁棒控制理论中的l1最优化方法用于故障检测技术 ,提出一种新的控制系统鲁棒故障检测方法 .通过求解一个混合 0 1型整数线性规划问题 ,可得出l1优化残差函数 .

关键词 故障检测 鲁棒 L^1最优化 鲁棒控制理论 观测器 线性规划

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线性参数变化系统的鲁棒故障估计

9

作者 崔平 翁正新 谢剑英 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2007年第4期23-26,共4页

针对仿射参数变化系统,研究了鲁棒H∞故障估计问题。基于增益调度的思想,提出了一种鲁棒H∞故障估计器设计方法,该方法所设计的故障估计器与对象具有相同的参数依赖性,而且可以通过线性矩阵不等式进行求解。文中通过实例展示了设计的全... 针对仿射参数变化系统,研究了鲁棒H∞故障估计问题。基于增益调度的思想,提出了一种鲁棒H∞故障估计器设计方法,该方法所设计的故障估计器与对象具有相同的参数依赖性,而且可以通过线性矩阵不等式进行求解。文中通过实例展示了设计的全过程,仿真结果表明本文所给出的方法能够有效地处理一类参数变化系统的故障估计问题。 展开更多

关键词 故障估计 线性参数变化系统 增益调度 鲁棒H∞滤波

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一类存在参数摄动的线性随机系统的鲁棒间歇故障诊断方法 被引量：7

10

作者 鄢镕易 何潇 周东华 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1004-1013,共10页

间歇故障(Intermittent faults,IFs)具有随机性,其检测要求在本次间歇故障消失之前检测出间歇故障的发生,在下一次间歇故障发生之前检测出间歇故障的消失.本文针对一类存在未知时变参数摄动的离散线性随机动态系统,研究了其鲁棒间歇故... 间歇故障(Intermittent faults,IFs)具有随机性,其检测要求在本次间歇故障消失之前检测出间歇故障的发生,在下一次间歇故障发生之前检测出间歇故障的消失.本文针对一类存在未知时变参数摄动的离散线性随机动态系统,研究了其鲁棒间歇故障检测与分离问题.基于降维未知输入观测器,通过引入滑动时间窗口,本文设计了一组与未知时变摄动解耦的结构化截断残差,并提出其存在的一个充分条件.与传统残差相比,截断残差信号更为显著地反映了间歇故障的发生和消失.为满足间歇故障的检测要求,本文提出两个假设检验分别用于检测间歇故障的发生时刻和消失时刻,并给出了一个详细算法.最后,在沿参考轨道运行的卫星模型上对所述方法进行了仿真实验,结果表明该方法能够有效检测出间歇故障的所有发生时刻和消失时刻,并准确实现故障分离. 展开更多

关键词 间歇故障 鲁棒故障诊断 时变参数摄动 降维未知输入观测器 假设检验

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非线性系统的鲁棒故障检测与诊断 被引量：9

11

作者 魏晨 陈宗基 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期976-980,共5页

研究了一类具有未建模动态或扰动的非线性系统的鲁棒故障检测与诊断问题 ,利用神经网络、模糊系统或小波网络等对非线性故障模式进行在线逼近的方法进行故障诊断 .第一步 ,对用于鲁棒故障检测的观测器 ,建立了保证观测器稳定的增益阵的... 研究了一类具有未建模动态或扰动的非线性系统的鲁棒故障检测与诊断问题 ,利用神经网络、模糊系统或小波网络等对非线性故障模式进行在线逼近的方法进行故障诊断 .第一步 ,对用于鲁棒故障检测的观测器 ,建立了保证观测器稳定的增益阵的选择条件 ;第二步 ,若检测出发生故障 ,则用神经网络、模糊系统或小波网络进行故障的在线估计 ,建立了估计误差界 。 展开更多

关键词 非线性系统 鲁棒故障检测 故障诊断 观测器 神经网络 小波网络

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线性时滞系统的鲁棒故障诊断 被引量：4

12

作者 尤富强 田作华 施颂椒 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期1608-1613,共6页

研究了一类含有未知输入干扰和模型不确定性的时滞系统故障诊断问题。通过变换,原系统被分成两个子系统,一个子系统不受故障的影响,可以设计鲁棒观测器;另一个子系统受到故障的影响,但是它的状态可以通过测量得到。设计的观测器利用解... 研究了一类含有未知输入干扰和模型不确定性的时滞系统故障诊断问题。通过变换,原系统被分成两个子系统,一个子系统不受故障的影响,可以设计鲁棒观测器;另一个子系统受到故障的影响,但是它的状态可以通过测量得到。设计的观测器利用解析冗余方法能够对执行器故障和传感器故障进行诊断。仿真结果表明,算法具有良好的诊断性能。 展开更多

关键词 故障诊断 鲁棒观测器 线性系统 时滞 不确定性

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一种鲁棒故障检测与分离的参数化方法 被引量：2

13

作者 李福明 段广仁 《控制工程》 CSCD 2005年第4期374-378,共5页

针对具有未知干扰输入的多变量线性系统,提出一种鲁棒故障检测与分离的完全参数化方法。利用最近的结果,基于Luenberger未知输入观测器矩阵的特征值及一组自由参数向量,分别给出了系统干扰解耦和故障分离的充要条件。通过适当选择满足... 针对具有未知干扰输入的多变量线性系统,提出一种鲁棒故障检测与分离的完全参数化方法。利用最近的结果,基于Luenberger未知输入观测器矩阵的特征值及一组自由参数向量,分别给出了系统干扰解耦和故障分离的充要条件。通过适当选择满足一些约束的自由参数,仅使用单一观测器实现了鲁棒故障检测与分离设计。该方法提供了所有设计自由度。一个数值例子证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 鲁棒故障检测与分离 参数化方法 残差产生器 干扰解耦 Luenberger观测器

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基于自适应模糊神经网络的非线性系统鲁棒故障诊断 被引量：1

14

作者 朱张青 周川 胡维礼 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2004年第4期48-51,共4页

针对一类非线性闭环稳定系统,在考虑噪声干扰和系统参数不确定误差条件下,用自适应模糊系统进行非线性补偿,提出了一种基于自适应模糊状态观测器实现状态观测和故障检测,再由 RBF 神经网络故障逼近器实现故障在线跟踪的鲁棒故障诊断方... 针对一类非线性闭环稳定系统,在考虑噪声干扰和系统参数不确定误差条件下,用自适应模糊系统进行非线性补偿,提出了一种基于自适应模糊状态观测器实现状态观测和故障检测,再由 RBF 神经网络故障逼近器实现故障在线跟踪的鲁棒故障诊断方法。为确保观测器和诊断系统的鲁棒性,给出了闭环系统在有界噪声干扰和系统不确定误差下的稳定性定理,并进行了证明。 展开更多

关键词 鲁棒控制系统 非线性系统 鲁棒故障诊断技术 自适应模糊状态观测器 神经网络逼近器 稳定性

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基于观测器的LPV系统故障检测方法 被引量：1

15

作者 邹锐 刘飞 《控制工程》 CSCD 2008年第6期735-739,共5页

针对一类线性参数变化(LPV)连续系统的故障检测问题,通过构造合适的输出观测器,获得残差生成器,并通过优化设计步骤,实现对干扰的有效抑制和对故障的灵敏检测。利用依赖参数的Lyapunov函数,在保证残差生成器稳定性的基础上,给出观测器... 针对一类线性参数变化(LPV)连续系统的故障检测问题,通过构造合适的输出观测器,获得残差生成器,并通过优化设计步骤,实现对干扰的有效抑制和对故障的灵敏检测。利用依赖参数的Lyapunov函数,在保证残差生成器稳定性的基础上,给出观测器存在的充分条件。应用投影定理,借助附加矩阵解除了基于参数的Lyapunov函数矩阵与系统矩阵的耦合,得到以线性矩阵不等式(LMI)形式表示的求解条件。对于参数变化系统,基于LMI的求解条件为无穷维问题,借助基函数和参数网格化方法,使其转变为可求解的问题。仿真结果表明,应用该方法可以在一定程度上抑制干扰,并能灵敏有效地实现故障检测。 展开更多

关键词 线性参数变化系统 观测器 故障检测 线性矩阵不等式

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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

16

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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时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制 被引量：1

17

作者 王俊玲 曾庆双 +1 位作者 王常虹 高会军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期317-321,共5页

针对一类具有随参数变化状态时滞的线性参数变化连续系统,研究了基于观测器的L_2-L_2控制问题。利用依赖于参数的Lyapunov-Krasovskii函数,推导了基于状态观测器的L_2-L_2控制器存在的充分条件,并将其转化为凸优化问题。所设计的控制器... 针对一类具有随参数变化状态时滞的线性参数变化连续系统,研究了基于观测器的L_2-L_2控制问题。利用依赖于参数的Lyapunov-Krasovskii函数,推导了基于状态观测器的L_2-L_2控制器存在的充分条件,并将其转化为凸优化问题。所设计的控制器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,闭环系统的L_2-L_2性能指标小于一定值。数值仿真验证了所提出方法的可行性。 展开更多

关键词 时滞LPV系统 观测器 L2-L2控制 线性参数变化系统 鲁棒控制器

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一类Neutral时滞系统的鲁棒故障检测方法

18

作者 张登峰 王执铨 胡寿松 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期97-99,103,共4页

针对一类具有不确定输入的 Neutral时滞系统 ,应用 H∞ 控制理论和 L yapunov原理得到了系统的带记忆状态观测器的鲁棒故障检测方法。证明并给出了观测器对不确定性具有 L2 范数界的渐近稳定条件和增益阵设计的线性矩阵不等式(L MI)方... 针对一类具有不确定输入的 Neutral时滞系统 ,应用 H∞ 控制理论和 L yapunov原理得到了系统的带记忆状态观测器的鲁棒故障检测方法。证明并给出了观测器对不确定性具有 L2 范数界的渐近稳定条件和增益阵设计的线性矩阵不等式(L MI)方法 ,同时使残差体现了对故障信号响应的灵敏度。仿真算例表明了该方法进行鲁棒故障检测的有效性。 展开更多

关键词 鲁棒故障检测 时滞系统 线性矩阵不等式(LMI) 状态观测器 渐近稳定 不确定 H∞控制理论 范数 证明 算例

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CRH5型动车组异步牵引电机的鲁棒故障检测 被引量：1

19

作者 于晓庆 姜斌 张柯 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第7期1315-1320,共6页

CRH5型动车组的广泛应用使得其可靠性要求越来越高,而异步牵引电机作为牵引系统的重要部分,对其进行实时监测尤为关键.首先,结合CRH5异步牵引电机的工作状态,提出一种未知输入观测器,该观测器对负载扰动具有鲁棒性,同时考虑到牵引电机... CRH5型动车组的广泛应用使得其可靠性要求越来越高,而异步牵引电机作为牵引系统的重要部分,对其进行实时监测尤为关键.首先,结合CRH5异步牵引电机的工作状态,提出一种未知输入观测器,该观测器对负载扰动具有鲁棒性,同时考虑到牵引电机的工作环境,灰尘和温度都会使得电机转子电阻阻值改变,导致电机系统矩阵具有参数不确定性,于是考虑到实际应用,设计的观测器必须只对故障敏感,对负载扰动和参数不确定项具有鲁棒性,从而减少漏报率和误报率;最后将设计的未知输入观测器应用于牵引电机的执行器故障检测,仿真结果证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 牵引电机 未知输入观测器 负载扰动 参数不确定 鲁棒故障检测

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一类时滞LPV系统的鲁棒H_∞滤波 被引量：1

20

作者 王俊玲 王常虹 高会军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2004年第1期62-68,共7页

在鲁棒H∞滤波理论的基础上,研究了一类具有随参数变化状态时滞的线性参数变化连续时间系统的鲁棒全阶H∞滤波问题.该系统的状态空间矩阵和时滞是实时可测且在闭集上变化的时变参数的确定函数.通过引入一个附加矩阵解除了系统矩阵与依... 在鲁棒H∞滤波理论的基础上,研究了一类具有随参数变化状态时滞的线性参数变化连续时间系统的鲁棒全阶H∞滤波问题.该系统的状态空间矩阵和时滞是实时可测且在闭集上变化的时变参数的确定函数.通过引入一个附加矩阵解除了系统矩阵与依赖于参数的李雅普诺夫函数之间的耦合,从而提出了更易于系统分析与综合的依赖于参数的H∞性能新准则.在此基础上,采用参数线性矩阵不等式方法推导了此类系统鲁棒全阶H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题.所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,滤波误差系统的H∞性能指标小于一定值.最后用数值仿真验证了所提出算法的可行性.文中所得结果可以推广到具有多重时滞的线性参数变化系统. 展开更多

关键词 时滞LPV系统 线性参数变化系统 参数线性矩阵不等式 凸优化 鲁棒滤波 状态时滞 H∞滤波

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