基于观测器的非线性系统传感器故障估计方法

现代工业系统对安全性与可靠性的要求越来越高,故障诊断技术逐渐成为研究的热点之一。针对一类Lipschiz非线性系统,提出一种基于增广状态观测器的传感器故障估计方法。将传感器故障作为增广状态的一部分,构造出一个广义系统,通过对广义系统进行等价变换,进而设计出增广状态观测器,使其能同时对原系统中的状态和传感器故障进行估计;考虑到系统中的干扰项,利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,得到了增广状态观测器存在的两个充分条件,充分条件既可以保证观测误差系统的收敛速度,同时也可通过求解最优问题,减少系统干扰对传感器故障估计的影响;为保证增广状态观测器对系统传感器故障的鲁棒估计,通过仿真算例证实了增广状态观测器误差系统为渐近收敛,验证了传感器故障估计方法的有效性。

含控制时滞系统的实时故障诊断和最优容错控制

研究含有控制时滞的线性系统的故障诊断方法和最优容错控制问题.给出了最优容错控制律的存在唯一性条件,提出了最优容错控制律的设计算法.通过构造增广的降维状态观测器,设计了在线诊断故障的故障诊断器并同时实现了系统状态的观测,解决了最优容错控制的物理不可实现问题.利用观测器的输出得到物理可实现的动态最优容错控制律.仿真实例验证了故障诊断方法和动态最优容错控制律的有效性.