传感器故障的鲁棒检测与识别方法

提出了一种在模型参数变动和存在外部扰动条件下的控制系统故障检测与识别方法。基于未知输入观测器(UIO)理论,将模型的变化和不确定性转化为系统的未知输入,设计的鲁棒观测器对模型参数变动不敏感,而对故障敏感,在检测故障的同时还可估计出故障的形式和大小。在火电厂过热汽温控制系统传感器的故障诊断实例中,验证了该方法的有效性。

模块化多电平换流器功率模块故障鲁棒检测

介绍了一种模块化多电平换流器功率模块的故障鲁棒检测方法。针对功率模块模型的不确定性,建立了故障检测的自适应阈值区间。分析了功率模块动态特性的等张性,利用顶点算法构造了不同不确定因素的响应轨迹区间,用所有不确定因素的响应轨迹曲线的上下外包络线形成故障检测的自适应阈值区间。该方法对所考虑的不确定因素具有鲁棒性,而对故障保持了敏感性,能有效降低故障检测的误报率和漏报率。仿真实验验证了该方法的有效性。

线性离散系统间歇故障的鲁棒检测方法

针对一类存在未知扰动、过程噪声和测量噪声的离散线性随机动态系统,研究了其鲁棒间歇故障检测问题.设计了降维未知输入观测器的输出,通过引入滑动时间窗口构造了截断残差信号,使得该残差信号对未知扰动解耦而对间歇故障敏感;针对间歇故障的发生时刻和消失时刻,分别提出了2个假设检验,在给定误报率和漏报率的情况下,分别定量确定了间歇故障发生时刻和消失时刻的检测阈值以满足检测性能要求,并在概率框架下分析了间歇故障的可检测性.同时,在某卫星模型上对所提出的方法进行了仿真验证.结果表明,所提出的方法能够快速、准确地检测出间歇故障的发生时刻和消失时刻.

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.

面向认知无线电的干扰频点鲁棒检测方法

在军事认知无线电中,频谱感知的重要作用是检测干扰信号频点。传统的干扰频点检测方法利用周期图法估计信号频谱,然后将谱估计与阈值比较以确定干扰频点,这种检测方法由于周期图法估计方差大而存在鲁棒性差的缺点。提出一种干扰频点鲁棒检测方法,使用改进的周期图法来估计接收信号频谱,然后使用前向连续均值消除(FCME)方法检测干扰频点。文中还推导了该方法的检测阈值公式和检测概率公式,并仿真分析了该方法在部分频带干扰下的检测性能。仿真结果验证了该方法的有效性。

MIMO雷达鲁棒目标检测的脉内和脉间联合波形设计

针对方位和多普勒信息均不确定条件下集中式MIMO雷达的稳健目标检测问题,基于最大化最差输出信干噪比(SINR)的波形设计准则,利用半定规划(SDP)优化来交替优化发射波形和接收滤波器.为进一步提升检测性能,采用脉内和脉间联合设计波形.最后分析了波形的峰均比约束对输出SINR性能的影响.仿真结果表明,与单纯脉内和单纯脉间波形相比,联合波形具有更加鲁棒的输出SINR性能.

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。

在非高斯信道下多用户检测的鲁棒算法

在无线通信中应用多用户检测技术可以有效去除多路径干扰 (MAI)。实验证明 ,实际信道通常包含冲激噪声 ,从而是非高斯的。讨论了目前扩频通信 (DS SS)中应用于非高斯信道的自适应鲁棒的多用户检测技术 ,以前的研究大多存在两个缺点 :一是需要对非高斯信道的模型有一个先验估计 ;二是计算较基于高斯信道的算法复杂的多。本文从传统的特征空间的自适应跟踪技术PASTd[1] ,针对其误差模型对算法进行修改 ,提出了一种简易的鲁棒算法。经蒙特卡洛仿真证明 。

一维概率Hough变换的实时鲁棒多圆检测方法

针对现有圆检测算法以像素为投票主体在二维或三维空间进行参数累积,运算复杂度高,难以达到复杂自然场景中的实时检测要求的问题,提出一种以线段为投票主体并基于一维概率Hough变换的实时圆检测算法.首先基于梯度方向对Canny边缘像素实施逐段分割,从中选取满足一定曲率条件的线段作为种子,对每个种子沿半径进行一维概率Hough累积;然后根据峰值大小和位置提取有效圆及其初始半径;最后利用圆的直接最小二乘拟合进一步定位圆半径和圆心.对复杂的自然场景图像进行实验的结果表明,通过选取合适的分割阈值,该算法在确保圆检测可靠性的前提下在速度上显著优于现有算法.

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.

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。

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.

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。

基于神经网络自适应观测器的鲁棒故障检测

提出一种基于动态神经网络的不确定非线性系统鲁棒故障检测方法,该方法通过构造神经网络自适应观测器来获取反映系统故障的残差信息以进行快速的故障检测,并采用Lyapunov稳定理论证明了闭环误差系统的一致最终有界稳定性.针对某型飞机舵面故障的仿真验证了本文方法的有效性.

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。

基于椭球不确定集约束的鲁棒自适应相干检测器

针对存在导向矢量误差时自适应相干检测器(ACE)的检测性能下降问题,该文提出一种基于椭球不确定集约束的鲁棒ACE设计方法。该方法在深入分析ACE检测器工作原理的基础上,利用导向矢量的尺度变化不影响ACE检测器输出这一特点,建立鲁棒ACE检测器模型并将其转化为凸优化问题,最后采用牛顿-拉夫森方法对该问题进行求解。仿真实验结果表明,该方法可有效提高ACE检测器对导向矢量误差的鲁棒性。

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。