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基于故障诊断观测器的非线性系统的容错控制

作　者: 安新国
导　师: 张冬雯
学　校: 河北科技大学
专　业: 应用数学
关键词: 非线性系统故障诊断容错控制自适应观测器鲁棒H_∞控制
分类号: O231
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

系统的安全性与可靠性问题是控制理论学者和系统工程师都必须解决的，而故障诊断和容错控制为解决这一问题提供了新的方向。考虑到非线性普遍存在于实际中的许多系统中，并且关于非线性系统的研究也一直存在难点。本文就对基于故障诊断的非线性系统的容错控制进行了研究。本文研究的主要内容如下：1）对一类非线性满足Lipschitz条件的奇异系统H_∞容错控制问题进行了研究。本节研究的目的是通过构造适当的故障诊断观测器，估计出故障信息，然后设计H_∞容错控制器。最后通过一个数例来证明所提出的方法的合理性。2）对基于自适应鲁棒观测器的非线性系统的容错控制问题进行了研究。本节的研究目的是根据设计的自适应鲁棒观测器得到的故障信息，设计了带有非线性的容错控制器，并给出自适应鲁棒观测器中自适应律的构造方法以及容错控制器存在的充分条件。最后通过一个数例来证明该方法的可行性。3）对基于动态输出反馈的不确定系统的容错控制问题进行了研究。本节的研究目的是针对系统中执行器和传感器一者或两者均发生故障的情况，设计基于输出反馈的容错控制器，使得闭环系统鲁棒稳定，并满足给定的H_∞性能指标。利用线性矩阵不等式方法得到了容错控制器存在的充分条件。本节最后通过算例来说明所给方法的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-19
  1.1 选题背景  8
  1.2 故障诊断和容错控制综述  8-15
    1.2.1 故障诊断综述  8-9
    1.2.2 故障诊断的方法  9-11
    1.2.3 容错控制技术发展综述  11
    1.2.4 容错控制的方法  11-15
  1.3 非线性系统故障诊断和容错控制研究  15-16
    1.3.1 非线性系统故障诊断的研究  15
    1.3.2 容错控制发展趋势  15-16
  1.4 数学预备知识  16-17
    1.4.1 正定矩阵  16
    1.4.2 线性矩阵不等式  16
    1.4.3 本文用到的引理  16-17
  1.5 本文主要研究内容  17-19
第2章基于故障诊断观测器的非线性奇异系统H∞容错控制  19-29
  2.1 问题描述  19-20
  2.2 故障检测和故障诊断  20-22
    2.2.1 故障检测设计  20-21
    2.2.2 故障诊断设计  21-22
  2.3 容错控制器设计  22-24
  2.4 数值仿真  24-27
  2.5 本章小结  27-29
第3章基于自适应鲁棒观测器的非线性系统的容错控制  29-37
  3.1 问题描述  29-31
  3.2 自适应诊断观测器设计  31-33
  3.3 容错控制器设计  33-35
  3.4 数值仿真  35-36
  3.5 本章小结  36-37
第4章多故障下基于输出反馈的鲁棒容错H_∞控制  37-47
  4.1 问题描述  37-39
    4.1.1 故障描述  37-39
  4.2 主要结论  39-43
  4.3 数值仿真  43-45
  4.4 本章小结  45-47
结论  47-49
参考文献  49-55
攻读硕士学位期间所发表的论文  55-57
致谢  57

基于故障诊断观测器的非线性系统的容错控制

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