非线性分布参数系统故障检测方法研究

admin · 发表于 2023-10-4 16:05:44

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雅宝题库解析：
基于模型的故障检测与诊断(FDD)技术做为提高系统可靠性与安全性的一种有效手段，近年来备受关注，并取得了大量的研究成果。在实际中，许多物理和化学过程的状态变量都与空间位置有关，属于分布参数系统，其模型通常由偏微分方程(PDE)来表达。由于PDE系统的无穷维特性，使得现有的应用于常微分方程(ODE)表达的集中参数系统的FDD方法不再适用，亟需寻找新的方法来解决PDE系统的FDD题目。虽然关于PDE系统的FDD研究已取得了一些成果，但是基于观测器的FDD题目还是一个开放题目。本文研究了一类非线性PDE系统的故障检测观测器(FDO)设计题目，主要有以下成果：首先，研究了非线性PDE系统的鲁棒FDO设计题目。基于模态分解方法，对原系统偏微分方程模型进行等价变换，得到快、慢子系统相耦合的等价系统。基于慢子系统设计了FDO，并使得无故障残差系统在容许的未知非线性动态和快子系统动态影响下依然渐近稳定。设计了相应的时变检测门限，以实现故障检测。通过数值仿真验证了该设计方法的有效性。然后，为提高FDO的检测性能，研究了一类具有干扰的非线性PDE系统的 FDO设计题目，以使得所设计的FDO对干扰信号有较强的鲁棒性，同时对故障信号有较好的敏感度。通过数值仿真验证了该方法的有效性。最后，引入模糊控制中的相关技术，采用T-S模糊模型对系统中的非线性项进行逼近，研究了一类非线性PDE系统的模糊鲁棒FDO及相应检测门限的设计题目。数值仿真验证了方法的有效性。本文中的数值仿真例子，均采用流体流动控制系统中的一类常见系统，Kuramoto-Sivashinsky方程(KSE)系统模型，以凸显本文研究内容的实用价值。

非线性分布参数系统故障检测方法研究

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