考虑系统故障随机性的电热联合系统备用与DNE分布鲁棒协同优化调度

为实现电热联合系统的安全稳定运行,提高可再生能源消纳,提出考虑系统设备故障随机性的电热联合系统备用与“不超过”(DNE)分布鲁棒协同优化调度模型。首先,以常规机组和热电联产机组运行成本最小为综合优化目标,电功率平衡约束、热功率平衡约束等为约束条件,建立确定性电热联合系统优化调度模型;其次,在综合考虑风电功率、设备故障随机性以及DNE极限基础上建立电热联合系统分布鲁棒优化调度模型;最后,以修改的9节点系统为例,验证了所提模型可有效提高风电消纳率和系统的经济性。

基于Sinkhorn分布鲁棒优化的综合能源系统最优能流方法

针对风电接入综合能源系统所带来的不确定性问题,提出一种基于Sinkhorn分布鲁棒优化的动态最优能流模型及求解方法。将风电的不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集,并将其构造为以风电出力经验分布为中心,以Sinkhorn距离为半径的Sinkhorn球。采用二分搜索的批量梯度下降法求解,以降低风电不确定性所带来的影响,并减少计算复杂度。算例结果表明,所提方法与随机优化和传统鲁棒优化方法相比,能更有效地平衡系统的鲁棒性与经济性。此外,所提方法在不同样本规模下的计算时间及目标函数均优于Wasserstein方法。

测量丢失概率不确定的网络化系统的鲁棒故障检测

研究一类具有测量数据丢失概率不确定的网络化系统的鲁棒故障检测问题,系统用概率属于一个区间的Bernoulli随机二进制切换序列来描述测量数据丢失.设计一个基于观测器的鲁棒故障检测滤波器(RFDF),对于区间内的每一个概率,RFDF残差误差输出对故障敏感且对具有L2有界的未知干扰输入有一定的鲁棒性,应用线性矩阵不等式方法,给出并证明了此RFDF的存在条件.最后通过例子说明了该方法的有效性.

时延转移概率部分未知的网络控制系统鲁棒H∞故障检测

针对具有时延的离散网络控制系统,研究了时延转移概率部分未知条件下的鲁棒H∞故障检测问题.首先,利用两个独立的有限维数的Markov链分别描述传感器至控制器时延及控制器至执行器时延,把网络控制系统建模为具有两个Markov链的控制系统.在此基础上构造了故障检测滤波器,利用状态增广的方法建立了闭环系统模型.然后,以矩阵不等式的形式得到了闭环系统随机稳定并满足给定H_∞性能的条件,给出了相应控制器、滤波器增益矩阵及最小H_∞衰减水平的求解方法,并得到了转移概率和最小H_∞衰减水平之间的关系.最后实例仿真表明,所得到的故障检测滤波器不仅对故障敏感而且对外部扰动具有鲁棒性.

一种鲁棒故障检测与反馈控制的最优集成设计方法

研究线性不确定系统的反馈控制器与鲁棒故障检测滤波器集成设计问题.基于新提出的性能指标函数,将鲁棒故障检测滤波器设计问题归结为最优化问题,通过求解Riccati方程可得到鲁棒故障检测滤波器设计问题的最优解.在共用同一状态观测器的情况下,将反馈控制器和鲁棒故障检测滤波器的集成设计问题归结为两目标优化问题,解决了同时满足闭环控制系统设计要求和故障诊断系统鲁棒性能的最优集成设计问题.简例验证了提出算法的有效性.

基于H_∞滤波器的离散时滞系统鲁棒故障检测方法

针对一类具有不确定性的离散时滞系统 ,基于H∞ 滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题。利用H∞ 控制理论得到了系统的故障检测滤波器设计方法 ,证明了故障检测残差对不确定性具有H∞ 范数界的鲁棒性 ,给出了滤波器参数设计方法。仿真示例验证了该方法的有效性。

非线性系统的在线鲁棒故障检测

提出了一种具有建模不确定性的非线性系统在线故障检测方法。故障被假定为状态变量和输入变量的函数 ,该系统仅是输入、输出可测量的。一种基于 RBF神经网络的在线非线性估计器用来跟踪系统中出现的故障 ,该估计器对有建模不确定性的非线性系统的故障检测具备良好的鲁棒性。文中所提出的方法的收敛性在理论上进行了较详细证明。

非线性系统的鲁棒故障检测与诊断

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 。

时滞离散不确定系统的鲁棒故障检测

针对具有范数有界不确定性和状态时滞的离散系统,研究了基于滤波器的鲁棒故障检测问题。依据H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题,采用线性矩阵不等式技术推导了此类系统的鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件,并将滤波器的综合转化为受线性矩阵不等式约束的凸优化问题,可利用标准的数学软件求解。所设计的滤波器能够保证残差信号和故障信号之间的误差最小,同时对未知输入、控制输入及系统的不确定性具有鲁棒性。数值仿真表明,故障检测滤波器能快速检测到故障信号,所提方法是可行的。

不确定网络化控制系统鲁棒故障检测

针对一类具有未知输入和模型不确定性的网络化控制系统,基于H∞滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题。利用输入时滞方法,将含有网络传输时滞和数据丢包的不确定网络化控制系统建模成一类具有双加性状态时滞项的连续系统。采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法分析了新系统的H∞性能,并将所得结果应用于原系统鲁棒故障检测滤波器的设计,得到了滤波器存在的时滞依赖条件。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。

基于观测器的非线性不确定系统鲁棒故障检测新方法

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.

基于短时延的分布式控制系统鲁棒故障检测

针对带有随机短时延的航空发动机分布式控制系统,将时延的影响转化为范数有界的矩阵不确定性,建立了其系统模型,借鉴传统鲁棒控制的方法,提出了一种鲁棒故障检测方法,设计了其故障检测观测器,并对其进行了稳定性、鲁棒性分析。最后,对所提出的故障检测方法进行了数值仿真,结果验证了所设计故障观测器的有效性。

基于H_∞理论的中立型时滞系统鲁棒故障检测

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。

多指标LMI鲁棒故障检测滤波器在卫星姿态控制系统中的应用

卫星在轨运行中,需要对其故障进行及时的检测,模型的不确定性使得如何在轨卫星的故障检测产生了很大的干扰。以往的方法是将故障、输入和干扰统一作为广义输入,通过H∞范数增益最小使得系统残差最大程度地接近于故障,然而这不能反映故障、输入和干扰三者的重要关系。为此需要研究三者到残差增益的多指标下,滤波器的参数设计方法。以推导从三者到残差的传递函数表达式为主要方法,以线性矩阵不等式为工具,把指标化为可求解模型,得到多指标下的故障检测滤波器设计方法。设计的滤波器应用于采用喷气执行机构的在轨卫星模型里,给出了滤波器的设计结果。从仿真的结果看,虽然三个增益无法满足同时远远小于1的条件,但通过自适应的阈值,可实现对在轨喷气执行器卫星的鲁棒故障检测。

设计高阶PI观测器对线性系统故障作鲁棒检测

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.

基于鲁棒H_2/H_∞估计的火炮位置伺服系统故障检测

在滤波理论中发展起来的鲁棒H2/H∞方法,可以较好地解决在模型中带有不确定性的动态系统的鲁棒估计问题,能够使得稳态估计误差的方差和瞬时值均在一定的范围内。在对火炮位置伺服系统进行故障检测诊断的研究中,利用系统状态变量的鲁棒H2/H∞估计生成残差,以抑制模型误差与噪声对检测诊断的影响,同时,引入H-范数指标对故障检测滤波器的设计进行优化,既增强了故障检测系统对于模型误差与噪声的鲁棒性,又确保了对故障的灵敏性,从而有效地提高了系统的故障检测精度。

强未知输入干扰下的飞控伺服作动系统鲁棒故障检测

针对飞控伺服作动系统具有非线性、多种强未知输入干扰的特点,基于未知输入观测器进行了系统的鲁棒故障检测研究。考虑飞控伺服作动系统的气动力负载、供油压力波动等强未知输入干扰,建立了系统的非线性模型。采用一种全阶未知输入观测器结构设计了系统的未知输入观测器,并给出了观测器求解算法。对飞控伺服作动系统的非线性模型进行了转化,并给出了使用未知输入观测器的系统故障检测方法。进行了多种强未知输入干扰下的飞控伺服作动系统鲁棒故障检测的仿真试验,验证了故障检测算法的有效性和鲁棒性。

基于自适应模糊状态观测器的非线性系统鲁棒故障检测

针对仿射非线性系统 ,采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的鲁棒故障检测方法。为确保观测器对噪声干扰和系统参数不确定误差的鲁棒性 ,给出了闭环系统在有界噪声干扰和系统参数不确定误差下的稳定性定理 ,并进行了详尽的证明。

具有随机丢包的非线性网控系统的鲁棒H_∞故障检测

针对具有模型不确定性和状态时滞的非线性网控系统,对它具有随机丢包的鲁棒H∞故障检测问题进行研究。采用动态故障检测滤波器构造残差产生器,将鲁棒H∞故障检测问题转化成H∞滤波器设计问题。所设计的鲁棒故障检测滤波器保证了故障检测系统均方渐近稳定且具有特定的H∞性能指标γ。数值仿真结果表明:利用该方法能够迅速准确地检测出系统的故障信号。

AMT汽车自动离合器系统鲁棒故障检测

针对具有非线性特性的自动离合器系统,设计了一种鲁棒故障检测滤波器,以检测自动离合器系统的突变和缓变故障。采用线性矩阵不等式的方法,给出存在故障检测滤波器的充分条件,使误差系统渐近稳定并且满足鲁棒H∞性能指标,并提出了基于残差均方值的故障检测策略。仿真结果经试验验证表明:所提出的故障检测方法用于AMT汽车自动离合器系统故障检测是可行而有效的。