一类伴有部分解耦干扰的非线性系统故障诊断

针对Lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L∞未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分.针对可解耦部分,利用观测器匹配条件将其从估计误差中消除.针对不可解耦部分,设计L∞指标抑制其对残差的影响并结合有限频域H_指标提高执行器故障检测灵敏度.接着,给出观测器存在的充分条件并将其转化为受LMIs约束的线性优化问题,实现了执行器故障的鲁棒检测及传感器故障的鲁棒估计.最后,结合仿真算例验证了所提方法的正确性与有效性....

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Published in控制理论与应用 Vol. 41; no. 2; pp. 240 - 248
Main Authors 马广富, 高升, 郭延宁
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨 150001 01.03.2024
哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨 150001%中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳 110016
中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳 110169
Subjects
故障估计
Lipschitz nonlinear sys-tems
H_index
fault detection
有限频域
故障检测
H_指标
Lipschitz非线性系统
L∞指标
L∞ index
fault estimation
finite-frequency domain
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2023.20288

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Summary:针对Lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L∞未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分.针对可解耦部分,利用观测器匹配条件将其从估计误差中消除.针对不可解耦部分,设计L∞指标抑制其对残差的影响并结合有限频域H_指标提高执行器故障检测灵敏度.接着,给出观测器存在的充分条件并将其转化为受LMIs约束的线性优化问题,实现了执行器故障的鲁棒检测及传感器故障的鲁棒估计.最后,结合仿真算例验证了所提方法的正确性与有效性.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2023.20288