不确定非线性系统的故障检测与控制研究

发布时间：2020-12-04 23:46

　　伴随着科学技术与生产力的快速发展,非线性系统广泛存在于生产生活的各个行业之中。尤其是现代工业的控制系统日趋复杂并且高度的非线性化,这就对系统的可靠运行提出了更高的要求,而系统故障将导致系统的控制性能减弱,会引发设备故障,严重的还会造成重大的财产损失以及人员伤亡。由此可见,研究非线性系统的故障检测与控制问题具有很重要的现实意义。本文主要针对非线性系统进行故障检测与控制的研究。首先,本文对非线性系统故障检测与控制的相关的理论基础进行了简单介绍,并对文中采用的一些技术方法,如常见的几个定理、神经网络的原理等相关知识进行了介绍。其次,针对一类带有未建模动态的不确定非线性系统,通过设计K滤波器来估计未知状态,从而得到故障检测所需的偏差信号,实现基于观测器的故障检测。在此基础之上,采用自适应神经网络逼近故障函数,并通过改变供能函数的方法处理未建模动态,基于反步设计的思路,提出一种自适应输出反馈故障检测与控制方案,准确地对系统故障进行检测,保证系统在故障发生前后稳定运行,使所有状态有界。最后,针对一类输出带有测量噪声的不确定关联非线性系统,设计分散的K滤波器来估计未知状态,获取故障检测所需的偏差信号... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

系统故障检测半径r和检测阈值R响应曲线

图 3-2 系统状态变量0 1x ,x 和2x 在无故障调节控制情况下的响应曲线图 3-3 系统状态变量 和 在有故障调节控制情况下的响应曲线利用 Matlab 进行仿真，可以得到如图 3-1-图 3-3 的仿真结果。由图 3-1 可知在时间 故障被检测到了。并且系统在控制器的作用下每个状态是收敛t 7.002s

x 在无故障调节控制情况下的响应曲线图 3-3 系统状态变量 和 在有故障调节控制情况下的响应曲线利用 Matlab 进行仿真，可以得到如图 3-1-图 3-3 的仿真结果。由图 3-1 可知在时间 故障被检测到了。并且系统在控制器的作用下每个状态是收敛到平衡点，达到稳定的。由图 3-2 可知当系统出现故障后系统的状态在一定时间段内有很大幅度的波动。而由图 3-3 可知当及时检测到故障发生后，并加入故障调节控制方案，可以很快抑制系统状态的波动，最终系统状态收敛到平衡点并实稳。因此，由仿真结果可以说明本章所设计的的故障检测与控制方案是有效的。3.5 本章小结本章研究了一类带有未建模动态的不确定非线性系统。由于在该非线性系统中，只有系统输出是可测的，且该系统存在参数不确定的影响，因而设计了一个t 7.002s


本文编号：2898454