一类非线性系统的快速鲁棒故障诊断.pdfVIP

第 34 卷第 4 期 中南工业大学学报(自然科学版) Vol .34 No .4 Vol .34 No 4 J . CENT. SOUTHUNIV . TECHNOL . Aug . 2003 一类非线性系统的快速鲁棒故障诊断 李令莱,周东华 (清华大学自动化系,北京,100084) 摘要:.结合在线估计器和滑模观测器方法,基于所给出的一种新的自适应学习算法,提出了一种针对非线性不确 定系统的鲁棒故障诊断方法 .滑模观测器可以消除建模不确定性的影响以得到准确的状态估计,而在线估计器可 以实时估计故障的大小 .在此,基于李亚普诺夫函数,在理论上证明了所给出的状态和参数估计误差都是一致有界 的;针对三容水箱 DTS200 所做的仿真实验,其结果验证了该方法的可行性 .研究结果表明,由于滑模项的引入,使 得该方法的故障检测时间大大缩短,其性能比 Polycarpou 所提出的在线估计器方法的性能要好 . 关键字:非线性系统;故障诊断;自适应;滑模观测器 1005 9792(2003)04 0443 04 中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号: n 为了研究具有建模不确定性的非线性系统故障 …,n)为单位阶跃函数;f (x,u,t)∈R 为故障项 . 诊断即非线性鲁棒故障诊断,J .Chen等提出了未知 假设 1 建模不确定项有界,即|φ i (x,u)| ≤粎φ i 输入观测器方法[1] ,将建模不确定项都视为未知输 (i= 1,…,n).其中,粎φ i 为给定正数 . 入,在观测器设计时使其对未知输入解耦从而达到 构造如下变结构自适应观测器: 鲁棒性的要求,但该方法只能应用于线性系统或可 · x^ = - Λ x^ + ξ (x,u)+ M(粔x)+ f^ (x,u,^θ). (2) 在平衡点附近线性化的非线性系统,不是通用的非 其中:Λ = diag (λ 1 ,…,λ n ),λi 0;^f (x,u,^θ)= 线性故障诊断方法;M .A .Demetriou等基于自适应 T [^f1 (x,u,^θ1 ),…,f^ n (x,u,^θn )] ,为在线估计器;^θi 学习方法对非线性不确定系统进行故障检测和估 p 计,通过构造一个自适应观测器用于故障检测[2 ] ,其 ∈R ,为参数;粔x = x- x^ ,为状态估计误差;M(粔x)=i