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基于模型的传感器故障诊断研究

作　者: 于凤满
导　师: 周玉国
学　校: 青岛理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 模型传感器故障诊断阈值未知输入观测器强跟踪滤波器
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要

现阶段控制系统的可靠性问题受到了高度的重视,为了提高控制系统的可靠性,实时地检测出发生的故障,并对故障原因、特征进行分析、判断,防止故障的发生,本文针对目前故障诊断的状况,进行了基于模型的传感器故障诊断的研究,具体工作如下:论文开始部分,结合近几年来故障诊断技术的发展与现状,提出了本文研究的工作重点。接着介绍基于模型的各种故障故障诊断方法,研究传感器故障诊断的原理和步骤,并讨论了两种提高故障诊断性能的方法,未知输入观测器法和阈值法。为了进一步实现传感器故障的诊断,深入研究了一种基于等价转化的UIO故障诊断方法,该方法通过一系列变化在不失掉任何信息的情况下去除了干扰,在有未知输入的情况下,能很好的对系统进行故障检测。仿真验证了该方法对故障分离、故障辨识的有效性。针对非线性系统应用了一种基于强跟踪滤波器的故障诊断方法,并对三种传感器故障分别建立其故障模型,研究了强跟踪滤波器的具体设计方法及其在传感器恒偏差故障检测中的应用。仿真验证了所提出方法对非线性系统传感器故障诊断的有效性。最后,总结全文进行的工作,并对下一步的研究工作提出了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-16
  1.1 选题背景  9-10
  1.2 有关概念  10-13
    1.2.1 故障定义  10
    1.2.2 故障分类  10-11
    1.2.3 诊断任务  11-12
    1.2.4 评价指标  12-13
  1.3 发展及现状  13-15
    1.3.1 发展阶段  13
    1.3.2 有待解决的问题  13-14
    1.3.3 故障诊断的难点  14-15
  1.4 论文研究思路  15-16
第二章基于模型的传感器故障诊断  16-25
  2.1 概述  16-18
    2.1.1 诊断内容分类  16-17
    2.1.2 研究的传感器故障类型  17-18
  2.2 诊断原理  18-21
    2.2.1 残差生成  19-20
    2.2.2 残差评价  20-21
  2.3 采用的诊断方法  21-24
    2.3.1 传感器故障诊断方法  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章提高故障诊断性能的方法  25-32
  3.1 概述  25
  3.2 未知输入观测器  25-26
  3.3 检测阈值的选取  26-31
    3.3.1 检测阈值的确定方法  26-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章等价转化方法解决传感器故障  32-46
  4.1 问题综述  32
  4.2 等价转化方法  32-36
    4.2.1 具有动态特性传感器故障  33-34
    4.2.2 设计观测器  34-35
    4.2.3 结论分析  35-36
  4.3 满足条件和极点配置  36-38
  4.4 算法举例  38-39
  4.5 仿真举例  39-45
  4.6 本章小结  45-46
第五章非线性系统的故障诊断  46-55
  5.1 问题综述  46
  5.2 建立传感器故障模型  46-48
  5.3 用STF 的方法解决恒偏差传感器故障  48-51
    5.3.1 系统描述  49-50
    5.3.2 STF 递推算法  50-51
  5.4 仿真举例  51-54
  5.5 本章小结  54-55
第六章结论与展望  55-57
  6.1 结论  55-56
  6.2 展望  56-57
参考文献  57-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文  62-63
致谢  63

基于模型的传感器故障诊断研究

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