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基于状态观测器的主汽温控制与诊断系统的研究

作　者: 丁俊宏
导　师: 田沛
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 状态观测器主汽温故障诊断极点配置
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 256次
引　用: 3次
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内容摘要

本文首先介绍了主汽温控制和故障诊断领域的研究发展状况。传统的PID控制器具有简单和鲁棒性的特点,状态反馈能够改善被控对象的动态特性,提高控制性能。针对具有大迟延纯滞后的主汽温对象设计了状态反馈-PID控制方案,外回路采用了PID控制器,控制系统具有一定的鲁棒性,将状态反馈用于内回路,明显地改善了控制品质。通过合理的状态观测器极点配置,将状态观测器用于传感器故障诊断。采用基于模型的故障诊断方法实现了对主汽温控制系统传感器的典型故障的检测。论文总结了系统设计中极点配置的原则,仿真表明这种方法可以完成控制与传感器故障诊断功能,简化了系统设计。

全文目录

中文摘要  2
英文摘要  2-5
第一章引言  5-11
  1.1 控制理论的发展  5-6
    1.1.1 经典控制理论的发展及基本内容  5-6
    1.1.2 现代控制理论的发展及基本内容  6
  1.2 控制系统故障诊断技术的研究与发展  6-8
  1.3 基于状态观测器的控制与传感器故障诊断的设计任务  8-10
  1.4 本章小结  10-11
第二章电厂主汽温控制方法  11-18
  2.1 电厂主汽温控制系统的特点  11-13
    2.1.1 主汽温对象的一般特性  11
    2.1.2 减温水扰动下过热汽温的动态特性  11-13
  2.2 主汽温控制技术的发展状况  13-14
  2.3 状态反馈系统的概念  14-17
    2.3.1 输出反馈和状态反馈  14-15
    2.3.2 状态反馈极点配置及算法  15-16
    2.3.3 确定状态反馈矩阵的典型算法  16-17
  2.4 本章小结  17-18
第三章控制系统故障诊断方法  18-26
  3.1 传感器故障诊断的概念与任务  18
  3.2 依赖于系统数学模型的故障诊断方法  18-21
    3.2.1 状态估计诊断方法  19-20
    3.2.2 参数估计诊断方法  20
    3.2.3 等价空间诊断方法  20-21
  3.3 基于知识的方法  21-23
    3.3.1 基于症状的方法  22-23
    3.3.2 基于定性模型的方法  23
  3.4 基于信号处理的方法  23-25
    3.4.1 基于信息融合的方法  23-24
    3.4.2 基于小波变换的故障诊断方法  24
    3.4.3 基于信号模态估计的故障方法  24
    3.4.4 利用Kullback信息准则检测故障  24
    3.4.5 基于自适应滑动窗格形滤波器的故障检测方法  24-25
  3.5 本章小结  25-26
第四章基于状态观测器的主汽温控制与诊断系统的设计  26-39
  4.1 引言  26
  4.2 状态观测器的设计要求  26-27
  4.3 状态反馈主汽温控制器的设计  27-30
    4.3.1 极点位置选取的一般原则  28-29
    4.3.2 对象的数学描述  29-30
  4.4 控制系统传感器的故障诊断  30-33
    4.4.1 基于观测器的传感器故障诊断原理  30-32
    4.4.2 传感器故障诊断的实现  32-33
  4.5 系统仿真研究  33-38
    4.5.1 控制的设计与仿真  33-35
    4.5.2 故障诊断的仿真  35-38
  4.6 本章小结  38-39
第五章提高故障诊断的鲁棒性的方法研究  39-45
  5.1 阈值选取问题  39-43
    5.1.1 基于系统最大允差的检测阈值  39-40
    5.1.2 基于统计原理选取阈值  40-41
    5.1.3 基于模糊逻辑的检测阈值  41
    5.1.4 基于代价函数的检测阈值  41-42
    5.1.5 基于参数估计的自适应阈值  42-43
  5.2 基于未知输入估计的鲁棒故障诊断方法  43-44
  5.3 本章小结  44-45
第六章结束语  45-46
  6.1 论文阶段的主要工作和结论  45
  6.2 论文的后续工作展望  45-46
参考文献  46-48
致谢  48-49
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  49

基于状态观测器的主汽温控制与诊断系统的研究

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