一、一类线性时不变系统的故障诊断滤波器的设计（论文文献综述）
汤文涛[1]（2021）在《离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中的应用》文中进行了进一步梳理状态估计在控制理论研究和实际工程应用中都是最重要的研究课题之一。实际系统往往受到未建模动态、干扰、噪声等不确定性因素的影响,很难得到准确的状态估计。如何处理不确定性因素的影响是状态估计最重要的一个问题。目前,主要有两种处理不确定性因素的方法:一种是基于随机概率理论的方法,另一种是集员方法。基于随机概率理论的方法需要干扰和噪声等的概率分布的先验知识,但可能与实际系统中的情况存在一定偏差。另外,一些本质上非随机的不确定性因素很难用概率统计方法描述,这些都限制了基于随机概率理论方法的应用。与概率方法不同,集员方法只假设不确定性因素是未知但有界的,适用于更广泛的实际情况,而且与传统状态估计方法只能得到状态的点估计不同,集员估计方法可以得到状态的可行集,能够提供更加丰富的信息。因此,集员估计具有非常广泛的应用前景,尤其是在故障诊断中的应用。目前,相比于传统状态估计方法,集员估计方法的研究还不够完善,现有方法还存在很多缺陷;集员估计在故障诊断中应用研究还处于起步阶段,还有很多问题需要解决。本文主要围绕离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中应用展开研究,主要工作和研究成果如下:研究了离散时间线性时不变系统的集员估计问题。现有集员估计方法往往设计复杂并且估计结果保守性大。为了克服这些缺点,本文结合传统鲁棒观测器设计方法和可达集分析技术提出了一种新的集员估计方法:基于两步法的集员估计。该方法为集员估计提供了一种直观而高效的设计范式,可以方便地引入成熟的鲁棒观测器设计技术提高集员估计精度。本文还将两步法进一步推广到广义系统的集员估计问题中。研究了线性时变系统的最优集员估计问题。基于两种优化准则,本文分别提出了基于F-范数和基于1-范数的最优集员估计方法,并证明了基于F-范数的最优集员估计方法等价于中心对称多面体集员卡尔曼滤波器。然后,本文进一步研究了时变广义系统的最优集员估计问题,解决了多参数同时优化问题,降低了设计的保守性,从而提高了集员估计的精度。研究了传统集合工具的缺点,然后设计了一种新的集合描述工具:椭球束。它结合了椭球和中心对称多面体这两种集合的特定优点,并且比它们具有更广泛的适用范围。然后,本文基于提出的椭球束工具研究了线性变参数广义系统的集员估计问题,并通过引入L∞鲁棒观测器设计技术提高估计精度。另外,还研究了集员估计的稳定性问题,得到了稳定性的充分条件。最后,研究了集员估计在故障诊断中的应用。由于集员估计能够得到被估计量的可行集,因此非常适合应用于故障诊断的残差分析中。本文通过结合有限频H-/L∞观测器设计技术和残差集员分析技术提出了一种故障检测方法。通过求解多目标优化问题设计了故障检测观测器,使得其残差对干扰和噪声鲁棒的同时对故障敏感,然后基于集员估计得到了无故障时残差的可行集,通过残差和其可行集的比较实现了故障检测。本文还进一步研究了广义系统的执行器故障检测和分离问题。首先,基于未知输入观测器思想和有限频H-/L∞多目标观测器设计技术设计了一组故障检测观测器,使得其既对干扰和噪声鲁棒,同时又对特定故障鲁棒;然后,基于对残差的集员估计进行残差分析,从而实现故障检测与分离。
褚晓安[2]（2019）在《基于事件触发的非线性网络化系统的滑模控制》文中进行了进一步梳理事件触发控制是一种新颖的控制机制,与传统的周期触发控制相比,这种控制方式能够在保证系统稳定性和性能要求的前提下,有效提高带宽受限下的网络化系统有限资源的利用率。原因在于在该机制中,只有满足预先设定的事件触发条件,传感器信号或控制器信号才会传输。另一方面,滑模控制因其对系统参数不确定性,扰动和输入非线性具有强鲁棒性的优势,而广泛应用于工业过程控制、网络化控制及机器人等领域。近几年,结合事件触发控制和滑模控制的优势,基于事件触发的滑模控制已成为很多学者当前的关注热点。但是,针对网络化系统的事件触发滑模控制的研究成果仍存在一些局限,有待进一步探讨,例如,多数成果针对于状态完全可测的线性连续系统的研究,对于更具有实际意义的输出反馈离散非线性系统的研究还很少涉及。此外,对于网络化系统中出现量化、执行器故障、饱和及死区等因素影响的事件触发滑模控制方法研究还比较欠缺。为了弥补已有成果的不足,本文针对一类存在系统约束（如饱和、死区、量化、执行器故障及网络延时）的离散Lipschitz非线性网络化系统和T-S模糊网络化系统,从系统建模、稳定性分析和事件触发机制、观测器与滑模控制器协同设计等方面展开研究。主要研究内容概括如下:1.针对一类具有输入输出量化的不确定离散时间Lipschitz非线性网络化控制系统,研究了基于事件触发观测器的滑模控制问题。在考虑量化、网络延时和事件触发机制影响的情况下,利用时滞系统建模方法和重构Lipschitz性质,建立了一个包含滑动模态和误差动态的线性参数时变时滞系统模型。基于此模型,根据Lyapunov-Krasovskii泛函理论和线性矩阵不等式方法,得到了该系统模型满足给定H∞性能指标下的渐近稳定性充分条件,并协同设计了事件触发参数、观测器参数和滑模参数。考虑输入量化因素的影响,设计了一个新的基于观测器的滑模控制器,并进行了滑模可达性分析。2.研究了一类存在执行器故障的离散时间Lipschitz非线性网络化控制系统的事件触发故障估计和滑模容错控制问题。首先,设计了事件触发故障/状态观测器来同时估计执行器故障和系统状态。然后使用重构Lipschitz性质和时滞系统分析方法,建立了一个包含滑动模态和状态/故障误差动态的离散线性参数时变时滞系统模型。基于Lyapunov-Krasovskii泛函分析方法,提出了一个保证该系统渐近稳定且满足H∞性能的延时相关充分条件,并给出了参数协同设计方法。再次,设计了一个基于观测器的滑模容错控制器,并证明了有限时间内滑模的可达性。3.针对存在传感器饱和和执行器死区的情况,研究了一类动态事件触发离散时间Lipschitz非线性网络化控制系统的基于非脆弱观测器的滑模控制问题。为了进一步减少不必要的网络数据传输,基于饱和输出信息,提出了一种新的动态事件触发机制。然后构造了一个非脆弱观测器来估计不可测系统状态,并基于估计状态设计了一个离散滑模面。接着建立了一个同时刻画动态事件触发机制、输出饱和、网络延时和不确定参数的线性参数时变时滞系统模型,提出了保证该模型渐近稳定且满足自适应H∞性能的充分条件,并协同设计了动态事件触发参数、滑模参数和观测器参数。再次,设计了一个新的事件触发滑模控制器,并分析了在存在死区输入情况下滑模的可达性。4.在考虑输入量化、不完备测量及双通道事件触发影响的情况下,研究了一类离散时间T-S模糊网络化控制系统的故障估计及容错控制问题。传感器端不完备信息包含随机饱和和随机量化。首先,为了减少传感器到控制器端和控制器到执行器端的数据传输量,在传感器端提出了一个动态事件触发机制,在控制器端引入了一个静态事件触发机制。然后设计了一个事件触发模糊故障/状态观测器同时估计执行器故障和系统状态。接着建立了一个新的包含滑动模态和故障/状态误差动态的T-S模糊时滞系统模型,得到了保证该模型随机渐近稳定且满足自适应H∞性能的充分条件,并协同设计了事件触发参数、观测器参数及滑模参数。基于此条件,设计了一个新的模糊滑模容错控制器使得系统轨迹在存在输入量化、执行器故障和输入事件触发机制的情况下到达一个有界滑模区域。5.针对传感器端存在多通道饱和、量化和非理想网络的情形,研究了一类离散时间T-S模糊网络化控制系统的输出分散动态事件触发滑模控制问题。首先,为了减少传感器端多通道网络数据传输量,提出了一种新的分散动态事件触发机制。然后,建立了一个同时刻画量化、饱和、滑动模态和分散动态事件触发机制的增广T-S模糊时滞系统模型,分析了该系统模型的稳定性,并给出了参数协同设计方法。再次,设计了一个基于观测器的模糊滑模控制器保证滑模的可达性。
杨军[3]（2019）在《基于分区防护的现场控制系统信息安全动态防护研究》文中进行了进一步梳理工业现场控制系统是石油、化工、电力、冶金等国家工业关键基础设施的核心。系统一旦遭受网络攻击,轻则引起产品的减产降质,重则造成重特大安全事故,引起人员伤亡、环境灾难,危及公共生活及国家安全,因此保障系统的安全稳定运行具有重大意义。随着工业化和信息化的深度融合,以及工业互联网和中国制造2025的强力推进,系统的开放性不断增强,使得工业现场控制系统面临的信息安全威胁愈发严峻。本文针对工业现场控制系统的信息安全防护问题,从系统的功能结构特点与运行机理出发,分析系统的脆弱性以及面临的潜在信息安全威胁,提出工业现场控制系统信息安全分区防护框架,并围绕“检测—响应”的动态防护思想,分别从工业现场控制系统区域内和区域间的信息安全防护两个方面展开深入研究,及时发现系统的入侵攻击行为,缓解攻击对系统造成的影响,以保障工业现场控制系统的安全稳定运行。针对工业现场控制系统区域内的入侵检测问题,本文提出一种基于分区建模的异常入侵检测方法。该方法在深入分析工业现场控制系统各变量之间的因果关联关系基础上,从定性的角度探讨系统关键状态的多区域能观测性,以此设计一种自动分区算法,将工业现场控制系统划分成多个区域;基于上述定性观测结论,在各区域利用BP神经网络建立系统关键状态的定量观测模型,以解决采用传统数学建模方法面临的系统参数不精确以及模型存在非线性特性等问题;最后以“曲线相似度”和“误差”作为异常评判指标,并建立不同区域对系统同一关键状态观测的异常判别基线,实现对系统异常状态的检测以及异常区域的推理。针对工业现场控制系统区域内的入侵响应问题,本文提出一种基于区域重构的执行器攻击响应方法。该方法首先从控制机理出发,分析系统的能控性属性,以此调整执行器的区域部署位置,确保任一区域中所有执行器失效后系统仍然满足能控性条件;然后分析传感器攻击和执行器攻击对工业现场控制系统的影响机制,利用不同区域中物理过程变量间的耦合关系,基于卡尔曼滤波器设计一种执行器攻击的辨识方法;在此基础上,重构正常区域中执行器的控制任务,并优化系统的控制策略,在维持工业现场控制系统稳定的前提下,实现对系统期望目标的跟踪恢复,从而缓解执行器攻击对系统的影响。同时,考虑到攻击通常具有时变、随机、非线性等特性,攻击模型无法精确获得,因此本文先采用隔离措施屏蔽所有被攻击的执行器,再利用重构技术重构剩余执行器的功能实现对系统的稳定控制,从而解决传统安全控制方法对攻击模型的依赖性问题。针对工业现场控制系统区域间的信息安全防护问题,本文提出一种基于软件定义安全的动态防护方法。由于面向工业现场控制系统的攻击行为及其影响不仅可以通过区域间的通信链路进行传播,还可以利用物理过程变量间的耦合关系在现场系统区域间进行扩散,本文首先提出了一种覆盖工业现场控制系统网络通信和物理过程分析的混合异常入侵检测方法,以提高检测的全面性;然后根据检测到的异常情况,制定一种多层级安全响应策略,以缓解攻击对系统造成的影响。在网络通信方面,基于已检测到的异常报文,动态调整通信链路,实时隔离异常的设备或区域,防止网络攻击在系统区域间传播;在物理过程方面,基于已检测到的异常状态,从全局视角制定缓解攻击影响的安全响应策略,阻止异常状态在系统区域间扩散。同时,为了避免修改系统原始的网络硬件架构以及重新设计各个控制区域内部的控制算法,本文采用在区域间部署软件定义安全的方法来解决这一问题,该方法亦提高了信息安全防护的灵活性以及技术的自定义重构能力。最后对全文内容进行总结,介绍了本文的主要创新点,并对后续的研究工作进行了展望。
晁代坤[4]（2019）在《事件触发机制下随机系统的故障检测与估计》文中提出现代工业系统具有大规模、高复杂度的发展趋势,系统运行中的安全性与可靠性问题,以及如何降低系统中的安全隐患是目前亟需解决的问题,故障诊断技术为解决这些问题提供了可能。网络化控制系统与传统结构系统相比具有传输速度快、成本低、可靠性强等优势。数据经网络传输产生的随机时延、丢包、异步会严重影响故障诊断性能,同时网络传输带宽在一般情况下是受限的,因此需要发展新的理论、方法和技术解决这些问题。本文旨在研究事件触发机制下随机网络化控制系统的故障检测与估计问题。本文主要工作和贡献如下:1、研究了具有多重丢包、（x,v）-乘性噪声的网络化控制系统的故障检测问题。在所提出的故障检测方法中引入了一种预先设定的H∞性能约束,以反映残差对干扰的鲁棒性。提出了无故障时残差可能的最大范数作为故障检测阈值,同时给出了确保系统稳定和残差对干扰鲁棒的充分条件。最后,通过数值仿真说明了所提方法的有效性。2、研究了一类基于事件触发机制具有随机发生非线性和（x,v）-乘性噪声的网络化时变系统有限时域的H∞故障估计问题。利用相对型的事件触发机制,减少了系统中不必要的数据传输。基于随机分析方法,给出了故障估计误差满足有限时域H∞性能约束的充分条件;采用递归的线性矩阵不等式技术,求解得到故障估计滤波器参数。最后,通过倒立摆实际系统验证了所提故障估计方法的正确性。3、研究了一类基于自触发传输机制利用凸多胞型理论的网络化控制系统的H∞故障检测问题。首先考虑了同时存在输入和输出干扰的网络化控制系统模型,采用自触发传输机制降低数据传输频率,并利用凸多胞型理论处理由自触发采样引入的时变参数矩阵。给出了针对不确定多胞型系统满足随机均方稳定和H∞性能约束的充分条件。最后,利用四容水箱真实实验数据对所提出的故障检测方法进行了验证。
王志强[5]（2019）在《高速磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制研究》文中研究表明高速磁浮列车作为一种设计时速超过500公里的地面交通运输工具,主要用于解决大城市间快速交通运输问题。悬浮系统是高速磁浮列车的核心关键系统,其性能好坏直接影响到高速磁浮列车的安全可靠运行。在电磁悬浮型高速磁浮列车悬浮系统结构基础上,国防科技大学提出了一种新型的永磁电磁混合悬浮型高速磁浮列车悬浮系统结构,具有悬浮能耗低、承载能力强、电磁铁不易发热等优点。本文以永磁电磁混合型高速磁浮列车为背景,以基于搭接结构的悬浮控制系统为研究对象,对搭接结构悬浮系统的故障诊断与容错控制问题展开研究。在建立系统模型并设计标称控制器的基础上,分析研究了悬浮系统故障影响以及永磁电磁混合悬浮系统的故障特点。利用控制器参数化理论,提出了针对高速磁浮列车悬浮系统的故障诊断与分级容错控制设计方案。结合悬浮系统机理模型与输入输出数据,提出了一种基于残差与数据联合驱动的悬浮系统故障诊断方法。针对悬浮系统的微小故障,提出了基于在线更新控制参数的容错控制策略。针对悬浮系统的严重故障,采用了基于信号重构与基于控制律切换策略的主动容错控制方法。本文主要成果和创新如下:（1）针对永磁电磁混合悬浮型高速磁浮列车悬浮系统,以搭接结构为基本单元,进行了系统建模和分析,并设计了标称控制器。对典型故障下的悬浮系统控制问题进行了仿真分析,对比分析了永磁电磁混合悬浮系统与常导电磁悬浮系统在相同故障条件下的悬浮性能,针对搭接结构中的单悬浮器失效故障问题,分析了故障点的电磁铁中剩余永磁体对于对应搭接结构内相邻悬浮控制器的性能影响问题。（2）分析了利用Youla参数化原理的不同实现形式进行容错控制器设计的优缺点,并对不同的容错控制器设计方法在高速磁浮列车悬浮系统中的适用性进行了分析。结合悬浮系统的特点以及各类型故障的影响,提出了针对不同故障类型的故障诊断与分级容错控制集成方案。在建立残差产生器基础上,将磁浮列车悬浮系统的故障诊断与容错控制置于统一框架下,通过对残差值的不同处理,完成故障诊断与容错控制的集成实现。（3）建立了残差产生器模型,给出了基于系统输入输出数据的残差产生器辨识方法。结合残差的统计分布规律来实现故障检测,采用基于幅值/角度的方法实现了故障隔离。在此基础上,提出了一种利用非预期故障诊断理论对悬浮系统故障隔离结果进行二次确认的方法,提高了故障隔离结果的可靠性;利用主元分析方法将故障向量映射到三维可视空间,使故障诊断结果更加直观,便于分析复杂的故障情况。（4）对于永磁电磁混合悬浮系统可能出现的永磁体部分退磁和部分破损等微小故障问题,提出了一种不依赖于故障诊断结果的主动容错控制方法。在该容错控制方法中,控制器参数在线迭代更新,可以适应故障的间歇性变化、时变变化等不规则特性。（5）针对悬浮传感器中的加速度计故障,利用跟踪微分器完成了对间隙微分信号的重构。针对单间隙传感器故障,考虑悬浮系统过轨道接缝问题,提出了采用加速度计信号对间隙信号进行重构,并利用搭接结构内部两侧电流信号差值对重构的间隙信号进行修正的信号处理方法。针对搭接结构单元内的单悬浮器故障,在分析故障后系统模型基础上,设计了搭接结构内相邻悬浮控制器的主动容错算法,通过搭接结构内2套悬浮控制器相互监测,实现标称控制算法和容错控制算法的切换。构建了永磁电磁混合型高速磁浮搭接结构悬浮单元,完成了悬浮控制软件设计和试验测试。本文提出的高速磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制方法,已应用于国产的永磁电磁混合型高速磁浮试验车中。论文成果对电磁悬浮型高速磁浮列车的悬浮系统设计有参考价值,已在时速600公里高速磁浮样车研制中进行了推广应用。
韩渭辛[6]（2018）在《分布式测量系统的故障诊断与容错控制》文中提出被观测系统的分布式状态估计是传感器网络技术的基础问题之一。分布式估计相比于传统的集中式估计成本更低,抗风险能力更强,与分散式策略相比,估计性能更好,适用范围更广。但由于分布式测量系统的局部测量输出与被观测系统往往不能构成能观系统,给分布式观测器研究带来一定困难,相应的基于分布式观测器的故障诊断和容错控制研究也面临挑战。目前,分布式估计的研究成果较多,但是研究方法比较复杂,并且分布式故障诊断以及容错控制方面研究较少。本文主要围绕基于分布式观测器的故障诊断和容错控制展开研究,主要工作与研究成果如下:研究了分布式观测器的存在条件和简单设计方法,并探索了最小阶分布式观测器设计方法。该分布式观测器由一组局部观测器组成,局部观测器之间通讯网络为强连通有向图,并且每个局部观测器最终都能渐近地估计出原系统状态,局部观测器阶数与原系统相等。以此为基础本文首次提出了最小阶分布式观测器的存在条件和设计方法,充分利用局部输出信息重构出部分状态,从而降低了分布式观测器阶数。研究了基于H-/L∞指标和区间观测器的分布式故障检测方法。首先针对分布式测量系统故障检测困难的问题,设计了分布式H-/L∞故障检测观测器,H-/L∞指标不仅能够抑制干扰对残差的影响,而且能够增强残差对故障信号的敏感性,同时,L∞增益指标也能够生成用于故障检测的阈值。另外针对不确定系统,本文提出了基于区间观测器的分布式故障检测方法,通过设计分布式区间观测器得到正常系统局部输出区间,当发生故障时部分输出会超出区间从而检测出故障。研究了线性系统的全阶和降阶鲁棒分布式故障估计器设计方法。首先把故障看做原系统的增广状态,构造一个增广系统,然后针对该增广系统设计分布式故障估计器,各个局部故障估计器通过给定的通讯拓扑图互相交换信息,从而在每个观测节点都能同时估计出原系统的状态和故障信息。为了降低局部估计器的阶数,本文进一步利用局部测量信息,提出了降阶鲁棒分布式故障估计器。研究了基于分布式观测器的线性系统主动容错控制问题。首先针对执行器加性故障提出了分布式主动容错控制方法,本文把加性故障看做增广状态,进行故障估计,然后基于故障信息在控制器部分进行在线故障调节,设计了容错控制器增益和估计器增益矩阵。另外,针对执行器的乘性故障,提出了一种分布式主动容错控制方法,本文利用局部信息进行执行器乘性故障在线估计,然后进行局部补偿,最终实现线性系统全局主动容错控制。
郭富民[7]（2018）在《网络控制系统的故障检测和容错控制研究》文中指出网络控制系统是一种利用实时通信网络构成的反馈控制系统。在网络通信中往往存在信噪比约束、量化、网络时延、带宽受限和数据丢包等问题,这些问题不仅影响系统的性能甚至导致系统的不稳定。而故障诊断和容错控制作为保证系统可靠性的重要技术,是系统安全运行的有效保障。因此,带有不同网络通信问题的网络控制系统的故障诊断和容错控制的研究具有重要的意义。本文针对网络通信中存在的信噪比约束和量化问题,结合奇异系统理论、动态输出反馈控制、鲁棒滤波器等策略,研究网络控制系统的故障检测和容错控制。主要研究内容概括如下:（1）研究带有信噪比约束信道的线性离散网络控制系统的故障检测和容错控制问题。首先利用奇异系统方法,提出一种基于滤波器的故障检测方案。在此方案中,设计了一种增广的故障检测滤波器,该滤波器不仅使得残差生成系统是可容许的,而且估计了故障的大小。同时构造了一个基于输入、外界干扰和信道噪声随机特性的动态阈值,通过引入一个常数κ降低了阈值的保守性,并给出了阈值的误报率。随后,在故障检测的基础上,为了保证故障系统的鲁棒稳定性,提出一种基于故障估计信息的动态输出反馈容错控制方法。该容错控制器与故障估计分开设计,便于参数的求解。最后,通过一个网络化双容水箱实例仿真验证了所提方法的可行性。（2）针对带有模型误差的不确定离散网络控制系统,考虑系统的输出经过一个信噪比约束的信道,提出一种基于H∞滤波的鲁棒故障检测方法。首先针对带有模型误差和信噪比约束的不确定离散系统,设计一个无模型误差的最优残差生成器作为参考残差模型,进而把鲁棒故障检测滤波器的设计问题转化为一个H∞滤波问题。然后,提出一种基于范数的残差评价函数,并给出了一种在线动态阈值的计算方法。仿真结果说明了所提方法的有效性。（3）针对离散Lipschitz非线性网络控制系统,研究系统在信噪比约束的加性高斯白噪声信道下的故障检测问题。设计了一种基于混合H-/H∞性能指标的残差生成器来产生残差信号,其中灵敏性指标H-是用来表示故障对残差信号的最小影响,鲁棒性指标H∞是用来表示未知干扰和信道噪声对残差信号的最大影响。进一步,根据故障检测逻辑关系,设计了一个基于Lipschitz非线性系统方程解的模的上界和信道噪声随机特性的阈值。最后,利用一个电机系统的实例仿真说明了所提方法的适用性。（4）研究一类线性离散量化反馈系统的故障检测问题,考虑系统的输出分别被均匀量化器和非均匀量化器量化。提出了一种新的量化误差处理方法:把量化误差作为残差生成器的未知输入。然后,设计了一个基于观测器的最优残差生成器,该残差生成器能保证一个合适的折中,即残差信号对故障的灵敏性和对干扰以及量化误差的鲁棒性之间的折中。进一步,针对两种不同的量化器,设计了两个不同的基于量化误差随机特性的阈值。
李哲[8]（2017）在《基于子空间技术的线性系统数据驱动控制方法研究》文中研究说明随着科学技术的不断发展,工业系统的规模和复杂程度也不断增加,通过传统的基于机理建模的方法得到系统精确的数学模型也越来越困难,且需要花费大量的时间与精力。然而,实际系统存在大量的离线和在线输入、输出数据,这启发人们思考如何利用数据取代机理模型,设计相应的基于数据的控制方法。对于多输入多输出线性系统,基于子空间方法的系统辨识技术利用系统的输入输出数据,通过线性代数中矩阵分解等方法,可直接辨识多变量系统的状态空间模型。经过二十余年的发展,子空间技术已成功应用于故障诊断与容错控制、预测控制、模式识别等领域,并取得了很好的效果。本文在前人结果的基础上,针对线性离散时间系统,研究了基于子空间技术的数据驱动控制方法。将子空间技术分别与容错控制、预测控制及隐秘攻击策略相结合,设计了相应的数据驱动控制算法,取得了良好的控制效果,并减少了子空间预测控制算法中的数据计算量。本文的主要结果均给出理论证明,并针对水箱流量控制系统、连续加热系统和灌溉水渠等实际模型进行仿真实验,所得结果说明了本文方法的有效性。全文共分为八章,每章的主要内容如下:第一、二章系统地介绍和分析了子空间技术和与其相关的控制方法的背景和发展现状,并给出了与本文相关的一些预备知识和研究方法。第三章针对带有噪声的离散时间多输入多输出线性定常系统,在系统模型参数未知的情况下,基于子空间方法设计了一种数据驱动的向量残差产生器,生成与输出维度相同的向量残差。与传统的基于子空间方法生成的标量残差相比,该向量残差更适用于多输入多输出系统的故障诊断和容错控制,也是本文后面设计数据驱动容错控制方法的基础。第四章在前面基于子空间技术设计的残差产生器基础上,为了实现数据驱动的综合容错控制方法,采用Youla参数化容错控制系统结构,分别基于优化性能函数、自适应调节方法和相关性函数,设计了基于数据的故障补偿机制。在系统模型和故障模式未知的情况下,利用系统相关数据在线调节故障补偿器的参数,保证系统在故障时的控制性能,实现容错控制。通过仿真算例和与已有结果的对比,说明了所设计的方法的效果和优势。第五章针对开环子空间预测控制方法,设计了一种基于事件触发的子空间预测控制方法。在系统模型参数部分未知的情况下,利用输入到状态稳定性定理,设计了一种基于输入偏差和状态相关函数的事件触发律。首先利用自适应动态规划技术得到保证系统稳定性的相关设计参数,再设计相应的事件触发律。利用该事件触发律替代原有的滚动优化过程,既保证系统的稳定性,也能兼顾优化性能,减少了控制器的计算负荷和数据传输负荷。最后利用一个双容水箱的仿真算例来验证了设计方法的有效性。第六章针对闭环子空间预测控制方法,设计了一种基于事件触发的闭环子空间预测控制方法。针对系统状态变量数据不可测,且系统模型参数是完全未知的情况,首先基于子空间辨识方法设计数据驱动的状态观测器,再根据输入偏差与观测器状态,设计了相应的事件触发律来代替滚动优化,减少控制器的计算负荷和数据传输负荷。同时,提出了一种基于设计的事件触发律的可行的故障检测方法。最后通过仿真算例验证了所设计算法的有效性。第七章针对闭环信息物理系统,设计了一种基于闭环子空间预测控制的数据驱动隐秘攻击策略。在被控对象模型参数和控制器参数未知的情况下,只通过网络空间截获并修改系统的输入输出数据,攻击方可以使系统的实际输出在一段时间内按照攻击方的期望改变,且控制器端的攻击检测器无法发现攻击,实现数据驱动的隐秘攻击策略。最后,通过一个灌溉水渠的仿真算例验证了设计的攻击策略的效果。第八章总结了本文的主要工作,并展望了下一步研究的方向。
朱孔伟[9]（2018）在《切换LPV系统的镇定与H∞控制及其用于航空发动机控制设计的研究》文中研究指明切换系统是一类重要和特殊的混杂系统,而切换线性变参数（LPV）系统可以看作是切换系统和LPV系统的综合。可以说切换LPV系统是为解决工程实践的问题而产生的,具有广泛的应用背景和重要理论意义,因此受到广大学者的重视。针对切换LPV系统的研究产生了许多有重要意义的研究成果,其中研究的主要问题是该类系统的稳定性问题。与通常不含变参数的切换系统一样,切换LPV系统也存在系统的连续动态和离散动态的相互作用,另外还有调度参数对系统的影响。因此,切换LPV系统的复杂性使得研究该类系统比研究一般的切换线性系统面临更多的困难。通常需要同时设计系统控制器和切换信号,此外还要处理调度参数。从工程实现的角度出发,调度参数可能会受到扰动或测量噪声的影响,设计者可能得不到调度参数的准确测量值。在理论上设计好控制器后,设计者还需要考虑系统信号的传输问题,因而考虑切换LPV系统的事件触发控制具有重要地位。考虑到切换LPV系统在理论与实践中的重要意义和切换LPV系统研究中存在的大量困难,有许多问题值得研究。本文针对切换LPV系统,研究镇定和H∞控制问题。包括研究在H∞意义下的跟踪控制问题、滤波问题,以及研究建立在滤波器基础之上的故障检测与控制问题,还有研究事件触发机制下的系统镇定问题等。本文主要工作包括以下几个方面:（一）在第三章和第四章,我们研究切换LPV系统的H∞跟踪控制问题及带有执行器饱和的扰动容许控制和L2增益分析问题。针对切换LPV系统受参数影响的特点,利用参数依赖的多李雅普诺夫函数方法,设计了调度参数依赖的切换律及控制器,给出了问题可解的充分条件并化成LMI以实现控制目标。所设计的切换律充分体现参数对系统的影响。（二）第五章研究切换LPV系统的H∞滤波问题。通过设计H∞滤波器,依赖于滤波器状态的控制器和同时依赖于滤波器状态和调度参数的切换律,我们提供切换LPV系统的H∞滤波问题的一个解决方案。基于参数依赖的多李雅普诺夫函数方法,我们给出了H∞滤波问题可解的一个充分条件。即使每一个子系统的H∞滤波问题不可解,在所设计的切换律和控制器的作用下,切换LPV系统的H∞滤波问题仍然可解。（三）第六章研究当调度参数测量值不准确时,对滤波器与控制器同时设计的故障检测问题。由于噪声及测量误差等的影响,可能得不到调度参数准确的测量值,我们设计依赖于不准确的调度参数测量值的故障检测滤波器和控制器,并给出H∞故障检测问题可解的充分条件。尽管系统调度参数的测量值不准确并且系统状态不可测,故障检测问题仍然是可解的。我们应用模型依赖的平均驻留时间切换方法,使各个子系统可以有自己的平均驻留时间,从而增加了设计的灵活性并降低了保守性。（四）第七章研究切换LPV系统的事件触发控制问题。在保证系统性能的基础上,我们按照事件触发机制把系统调度参数和状态的采样值都输送到控制器中,放宽了控制器的调度参数时时在线获得的假设条件。根据系统控制器是否预先设计的情况,我们设计了两种事件触发机制:（i）.触发机制同时依赖于系统状态和调度参数。（ii）.触发机制分别依赖于系统状态和调度参数。所设计的触发机制可在保证系统性能的基础上降低事件触发次数,并不需要预先给出调度参数的触发条件。得到触发时间间隔的正下界,从而避免过频触发的现象。应用平均驻留时间切换方法,我们得到闭环切换LPV系统关于测量误差输入状态指数稳定的结果。上述各种控制方案都在航空发动机切换LPV模型上得到验证。第八章是全文的总结和展望。
林瑞全,张玉[10]（2015）在《Delta算子描述不确定离散故障检测系统H∞滤波器设计》文中研究指明考虑故障检测对象参数发生加性范数有界摄动的情况,基于线性矩阵不等式（LMI）方法,对一类由Delta算子描述的不确定离散故障检测系统的鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题进行研究.通过构建增广系统,利用Lyapunov函数理论和Schur补定理,把H∞故障检测滤波器存在的充分条件转化为LMI形式.通过求解数值算例并作对比分析,表明考虑对象参数发生摄动所设计的鲁棒H∞故障检测滤波器能正确有效地检测到故障信号,而不考虑对象参数发生摄动所设计的H∞故障检测滤波器将不能正确有效地检测到故障信号.
二、一类线性时不变系统的故障诊断滤波器的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一类线性时不变系统的故障诊断滤波器的设计（论文提纲范文）
（1）离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 集员估计的研究现状及分析 |
| 1.2.1 区间观测器 |
| 1.2.2 基于几何的集员估计方法 |
| 1.2.3 集员估计研究现状分析 |
| 1.3 故障诊断及集员估计在其中的应用 |
| 1.3.1 故障诊断研究现状 |
| 1.3.2 集员估计在故障诊断中的应用 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 基于两步法的线性时不变系统集员估计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常规线性时不变系统的集员估计 |
| 2.2.1 基础知识 |
| 2.2.2 问题描述 |
| 2.2.3 已知的集员估计方法回顾 |
| 2.2.4 基于鲁棒观测器设计和可达集分析的两步法集员估计 |
| 2.2.5 不同集员方法之间的比较和联系 |
| 2.2.6 仿真结果 |
| 2.3 线性时不变广义系统的集员估计 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 两步法集员估计 |
| 2.3.3 仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 线性时变系统的最优集员估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常规线性时变系统的最优集员估计 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 基于F-范数的最优集员估计 |
| 3.2.3 基于1-范数的最优集员估计 |
| 3.2.4 仿真结果 |
| 3.3 线性时变广义系统的最优集员估计 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 基于两步法的最优集员估计 |
| 3.3.3 仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于椭球束的LPV广义系统集员估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 椭球束:一种新的集合描述工具 |
| 4.2.1 椭球束的定义 |
| 4.2.2 椭球束的性质 |
| 4.3 基于椭球束的LPV广义系统集员估计 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于椭球束和L_∞设计的集员估计 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.3.4 仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 集员估计在故障诊断中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于有限频H_-/L_∞观测器和残差集员分析的故障检测 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 有限频H_-/L_∞故障检测观测器设计 |
| 5.2.3 基于集员估计的残差评价 |
| 5.2.4 仿真结果 |
| 5.3 基于未知输入H_-/L_∞观测器和残差集员分析的广义系统的故障检测和分离 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 故障检测和分离策略 |
| 5.3.3 H_-/L_∞故障检测观测器设计 |
| 5.3.4 基于集员估计的残差评价 |
| 5.3.5 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）基于事件触发的非线性网络化系统的滑模控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 事件触发机制研究现状 |
| 1.3 基于事件触发机制的网络化控制系统研究现状 |
| 1.3.1 事件触发网络化控制系统建模 |
| 1.3.2 事件触发网络化控制系统若干问题 |
| 1.4 事件触发滑模控制研究现状 |
| 1.5 主要研究内容及组织结构 |
| 2 具有量化的Lipschitz非线性网络化系统的基于事件触发观测器的滑模控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题定义 |
| 2.2.1 系统描述 |
| 2.2.2 事件触发机制 |
| 2.2.3 观测器设计 |
| 2.2.4 滑模面设计 |
| 2.3 闭环系统稳定性分析 |
| 2.4 滑模控制器设计 |
| 2.5 仿真算例 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于事件触发的Lipschitz非线性网络化系统的故障估计及容错控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题定义 |
| 3.2.1 系统描述 |
| 3.2.2 故障/状态观测器设计 |
| 3.2.3 滑模面设计 |
| 3.3 稳定性分析 |
| 3.4 滑模容错控制器设计 |
| 3.5 仿真算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 具有传感器饱和和死区输入的动态事件触发非线性系统的滑模控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题定义 |
| 4.2.1 系统描述 |
| 4.2.2 改进的动态事件触发机制 |
| 4.2.3 非脆弱观测器设计 |
| 4.2.4 滑模面设计 |
| 4.3 改进动态事件触发机制下闭环系统稳定性分析 |
| 4.4 滑模控制器设计 |
| 4.5 仿真算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 具有量化和不完备测量的双端事件触发T-S模糊系统的故障估计和容错控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题定义 |
| 5.2.1 系统描述 |
| 5.2.2 双通道事件触发机制 |
| 5.2.3 模糊故障/状态观测器设计 |
| 5.2.4 模糊滑模面设计 |
| 5.3 双通道事件触发机制下闭环系统稳定性分析 |
| 5.4 模糊滑模容错控制器设计 |
| 5.5 仿真算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 具有传感器饱和和量化的分散动态事件触发T-S模糊系统的滑模控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题定义 |
| 6.2.1 系统描述 |
| 6.2.2 分散动态事件触发机制 |
| 6.2.3 模糊观测器设计 |
| 6.2.4 模糊滑模面设计 |
| 6.3 分散动态事件触发机制下闭环系统稳定性分析 |
| 6.4 模糊滑模控制器设计 |
| 6.5 仿真算例 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）基于分区防护的现场控制系统信息安全动态防护研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第二章 工业现场控制系统信息安全分区防护及关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工业现场控制系统信息安全问题 |
| 2.3 工业现场控制系统信息安全分区防护 |
| 2.4 工业现场控制系统信息安全分区防护的关键技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工业现场控制系统区域划分及异常入侵检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工业现场控制系统的区域划分 |
| 3.3 工业现场系统的区域异常检测 |
| 3.4 测试验证与实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于区域重构的工业现场控制系统执行器攻击响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统能控性约束下执行器区域部署 |
| 4.3 执行器攻击识别 |
| 4.4 面向执行器攻击的安全控制 |
| 4.5 仿真分析及实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于软件定义安全的工业现场控制系统区域间信息安全防护 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 区域间的异常入侵检测 |
| 5.3 区域间的安全响应 |
| 5.4 测试验证与实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文工作的主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一 攻读博士学位期间发表的成果目录 |
| 附录二 发表的学术论文与博士学位论文的关系 |
| 附录三 攻读博士学位期间参与的课题 |
（4）事件触发机制下随机系统的故障检测与估计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 随机系统 |
| 1.3.2 事件触发机制 |
| 1.3.3 故障诊断研究方法 |
| 1.3.4 基于事件触发机制故障诊断问题 |
| 1.4 线性矩阵不等式 |
| 1.4.1 线性矩阵不等式一般表示 |
| 1.4.2 YALMIP工具箱 |
| 1.5 本文的研究内容及结构安排 |
| 1.5.1 本文研究内容 |
| 1.5.2 本文结构安排 |
| 第2章 具有(x,v)-乘性噪声和多重丢包的网络化控制系统故障检测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.3 故障检测滤波器设计 |
| 2.4 仿真结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于事件触发机制具有随机发生非线性和(x,v)-乘性噪声的网络化时变系统H_∞故障估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 H_∞故障估计滤波器及递归算法设计 |
| 3.4 仿真结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于自触发传输机制利用凸多胞型理论的网络化控制系统H_∞故障检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 H_∞故障检测滤波器及自触发传输机制设计 |
| 4.4 仿真结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文研究工作总结 |
| 5.2 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间已有学术成果 |
| 致谢 |
（5）高速磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制研究现状 |
| 1.2.1 故障诊断与容错控制研究现状 |
| 1.2.2 磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制问题研究现状 |
| 1.3 高速磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制的关键问题 |
| 1.4 论文研究内容与结构安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文章节安排 |
| 第二章 高速磁浮列车悬浮系统建模与标称控制器设计 |
| 2.1 高速磁浮列车悬浮系统建模与分析 |
| 2.1.1 高速磁浮列车悬浮系统结构 |
| 2.1.2 基于搭接结构的悬浮系统模型 |
| 2.2 悬浮系统的标称控制器设计 |
| 2.2.1 系统模型简化 |
| 2.2.2 悬浮系统标称控制器设计 |
| 2.2.3 仿真分析 |
| 2.3 永磁电磁混合悬浮系统与电磁悬浮系统故障特性比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于Youla参数化的故障诊断与分级容错控制 |
| 3.1 控制器Youla参数化原理 |
| 3.1.1 传递函数的互质分解 |
| 3.1.2 传递函数互质分解的状态空间描述 |
| 3.1.3 控制器Youla参数化原理 |
| 3.2 控制器Youla参数化的两种实现形式 |
| 3.2.1 基于观测器-反馈控制器的Youla参数化实现形式 |
| 3.2.2 基于系统原有控制器的Youla参数化实现形式 |
| 3.3 基于Youla参数化的悬浮系统故障诊断与分级容错控制集成结构 |
| 3.3.1 基于Youla参数化的容错控制方法在悬浮系统中的适用性分析 |
| 3.3.2 搭接结构悬浮系统故障诊断与分级容错控制方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于残差和数据联合驱动的故障诊断方法 |
| 4.1 基于残差和数据联合驱动的故障诊断流程 |
| 4.2 基于残差生成和处理的故障诊断方法 |
| 4.2.1 基于观测器与等价空间的残差生成 |
| 4.2.2 基于统计分布规律的残差处理方法 |
| 4.3 基于数据驱动的悬浮系统故障诊断方法 |
| 4.3.1 基于输入输出数据的残差产生器辨识 |
| 4.3.2 基于数据驱动的故障检测、隔离与隔离结果二次确认 |
| 4.3.3 故障隔离结果的进一步处理 |
| 4.4 悬浮系统故障诊断仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于Youla参数在线优化的容错控制 |
| 5.1 Youla参数矩阵的规范型表示 |
| 5.2 基于高斯-牛顿方法的Youla参数矩阵在线更新 |
| 5.3 基于梯度下降法的Youla参数在线更新 |
| 5.3.1 基于梯度下降法的Youla参数在线更新原理 |
| 5.3.2 参数分量在线迭代更新规律 |
| 5.4 悬浮系统容错控制仿真分析 |
| 5.4.1 传感器微小故障情况仿真分析 |
| 5.4.2 执行器微小故障情况仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于信号重构和控制律切换的主动容错控制 |
| 6.1 基于信号重构的传感器容错控制策略 |
| 6.1.1 加速度计故障情况下间隙微分信号重构方法 |
| 6.1.2 单间隙传感器故障情况下悬浮间隙信号重构方法 |
| 6.1.3 基于信号重构的传感器故障容错控制仿真分析 |
| 6.2 基于控制律切换的单悬浮点故障主动容错控制策略 |
| 6.2.1 基于控制律切换策略的容错控制器设计 |
| 6.2.2 基于控制律切换的容错控制仿真分析 |
| 6.3 高速磁浮列车悬浮系统综合实验 |
| 6.3.1 悬浮系统硬件结构与控制流程 |
| 6.3.2 正常情况下悬浮系统实验 |
| 6.3.3 悬浮系统容错控制测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）分布式测量系统的故障诊断与容错控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 分布式估计 |
| 1.2.2 故障检测及阈值计算方法 |
| 1.2.3 故障估计与容错控制 |
| 1.2.4 区间观测器 |
| 1.3 基础知识 |
| 1.3.1 符号定义 |
| 1.3.2 图论基础知识 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 线性时不变系统分布式观测器设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.3 线性时不变系统分布式观测器 |
| 2.4 线性时不变系统最小阶分布式观测器 |
| 2.5 数值仿真与结果分析 |
| 2.5.1 分布式观测器仿真结果 |
| 2.5.2 最小阶分布式观测器仿真结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于分布式观测器的故障检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 线性系统分布式H_-/L_∞故障检测观测器 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 分布式H_-/L_∞故障检测观测器设计 |
| 3.2.3 分布式故障检测策略 |
| 3.2.4 仿真结果 |
| 3.3 基于分布式区间观测器的线性不确定系统故障检测 |
| 3.3.1 区间观测器相关的基础知识 |
| 3.3.2 问题描述 |
| 3.3.3 分布式区间观测器设计 |
| 3.3.4 分布式故障检测策略 |
| 3.3.5 仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 线性系统的分布式执行器故障估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 全阶鲁棒分布式故障估计器 |
| 4.4 降阶鲁棒分布式故障估计器 |
| 4.5 仿真结果 |
| 4.5.1 全阶分布式故障估计器仿真结果 |
| 4.5.2 降阶分布式故障估计器仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于分布式观测器的线性系统主动容错控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 针对加性故障的分布式主动容错控制 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 分布式主动容错控制设计 |
| 5.2.3 仿真结果 |
| 5.3 针对乘性故障的分布式主动容错控制 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 分布式主动容错控制设计 |
| 5.3.3 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）网络控制系统的故障检测和容错控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文研究的背景与意义 |
| 1.2 故障检测和容错控制 |
| 1.2.1 故障检测 |
| 1.2.2 容错控制 |
| 1.3 网络控制系统 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 网络控制系统的研究现状 |
| 1.4.2 网络控制系统的故障检测研究现状 |
| 1.4.3 网络控制系统的容错控制研究现状 |
| 1.5 现有研究存在的问题 |
| 1.6 本文的主要工作及内容安排 |
| 第2章 带有信噪比约束信道的线性离散网络控制系统的故障检测和容错控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统描述 |
| 2.3 基于滤波器的故障检测 |
| 2.3.1 故障检测滤波器设计 |
| 2.3.2 阈值计算和误报率 |
| 2.4 容错控制 |
| 2.5 仿真结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 带有模型误差的不确定离散网络控制系统的鲁棒H_∞故障检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统描述 |
| 3.3 鲁棒故障检测滤波器 |
| 3.3.1 最优参考残差模型 |
| 3.3.2 鲁棒故障检测滤波器设计 |
| 3.4 残差评价函数和阈值计算 |
| 3.5 仿真结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 离散Lipschitz非线性网络控制系统的基于H_-/H_∞故障检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统描述 |
| 4.3 残差生成器 |
| 4.4 残差评价器 |
| 4.5 仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 带有输出量化的线性离散系统的故障检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统描述 |
| 5.3 最优残差生成器设计 |
| 5.4 残差评价器 |
| 5.5 仿真结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于子空间技术的线性系统数据驱动控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 子空间辨识方法的发展历史 |
| 1.3 子空间方法的研究现状 |
| 1.3.1 子空间辨识算法的实现 |
| 1.3.2 基于子空间方法的数据驱动容错控制 |
| 1.3.3 基于子空间方法的数据驱动预测控制 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 相关研究方法及预备知识 |
| 2.1 本文使用的符号及相关概念 |
| 2.2 Youla参数化 |
| 2.2.1 状态空间对应的互质分解 |
| 2.2.2 Youla参数化 |
| 2.2.3 基于状态空间互质分解的残差表示法 |
| 2.3 基于子空间的方法概述 |
| 2.3.1 子空间的相关定义及定理 |
| 2.3.2 子空间辨识方法的定义 |
| 2.3.3 子空间辨识数据矩阵的构造 |
| 第三章 基于子空间方法的数据驱动残差产生器的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 数据驱动残差产生器的设计 |
| 3.4 仿真算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于子空间残差产生器的数据驱动容错控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于优化性能函数的数据驱动容错控制 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 带有性能优化的故障补偿器设计 |
| 4.2.3 自适应残差产生器的设计 |
| 4.2.4 仿真算例 |
| 4.3 数据驱动自适应容错控制 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 自适应故障补偿器设计 |
| 4.3.3 仿真算例 |
| 4.4 基于相关性的数据驱动容错控制 |
| 4.4.1 问题描述 |
| 4.4.2 基于相关性函数的故障补偿器设计 |
| 4.4.3 仿真算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 模型参数部分未知线性系统的事件触发子空间预测控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 带有事件触发的子空间预测控制算法设计 |
| 5.3.1 相关稳定性矩阵参数的设计 |
| 5.3.2 子空间预测算法的事件触发律的设计 |
| 5.4 仿真算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于事件触发机制的闭环子空间预测控制方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.3 基于事件触发的闭环子空间预测控制方法 |
| 6.3.1 基于观测器的闭环子空间预测输入的设计 |
| 6.3.2 闭环子空间预测控制的事件触发律设计 |
| 6.3.3 一种基于设计的事件触发机制的故障检测方法 |
| 6.4 仿真算例 |
| 6.4.1 基于事件触发的闭环子空间预测控制方法仿真 |
| 6.4.2 基于事件触发机制的故障检测方法仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 一种针对闭环信息物理系统的子空间数据驱动隐秘攻击策略 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 问题描述 |
| 7.3 数据驱动隐秘攻击方法的设计 |
| 7.3.1 注入输入攻击信号的设计 |
| 7.3.2 注入输出攻击信号的设计 |
| 7.3.3 关于攻击信号的分析 |
| 7.4 仿真算例 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 论文的主要研究内容与创新点 |
| 8.2 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间所做的主要工作 |
| 作者简介 |
（9）切换LPV系统的镇定与H∞控制及其用于航空发动机控制设计的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 切换系统概述 |
| 1.1.1 切换系统的概念 |
| 1.1.2 切换系统研究背景 |
| 1.1.3 切换系统研究现状 |
| 1.2 LPV系统 |
| 1.2.1 LPV系统及其控制理论 |
| 1.2.2 LPV系统的研究进展 |
| 1.2.3 切换LPV系统 |
| 1.2.4 切换LPV系统的研究背景及现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 第二章 预备知识 |
| 2.1 常用概念和引理 |
| 2.2 航空发动机的切换LPV建模与控制 |
| 2.2.1 航空发动机的切换LPV建模 |
| 2.3 航空发动机控制问题 |
| 2.4 本文使用的符号 |
| 第三章 切换LPV系统基于参数依赖切换的H_∞跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述及预备知识 |
| 3.2.1 系统模型 |
| 3.2.2 预备知识 |
| 3.3 主要结果 |
| 3.3.1 参数依赖的滞后切换律 |
| 3.3.2 H_∞跟踪控制设计 |
| 3.4 仿真例子 |
| 3.4.1 航空发动机的切换LPV模型 |
| 3.4.2 切换LPV模型的H_∞模型参考跟踪控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 执行器饱和切换LPV系统的扰动容许控制与L_2增益分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述及预备知识 |
| 4.2.1 系统模型 |
| 4.2.2 预备知识 |
| 4.3 主要结果 |
| 4.3.1 扰动容许控制 |
| 4.3.2 L_2增益分析 |
| 4.4 仿真例子 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 切换LPV系统基于H_∞滤波器的控制设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述及预备知识 |
| 5.2.1 系统模型 |
| 5.2.2 预备知识和问题描述 |
| 5.3 主要结果 |
| 5.3.1 H_∞滤波器与控制器的设计 |
| 5.3.2 迭代算法 |
| 5.3.3 化LMI方法 |
| 5.4 仿真例子 |
| 5.4.1 航空发动机的切换LPV模型 |
| 5.4.2 基于H_∞滤波器的切换LPV控制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 具有不确定调度参数的切换LPV系统的故障检测与控制设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述与控制目标 |
| 6.2.1 系统模型 |
| 6.2.2 问题描述 |
| 6.3 故障检测器与鲁棒控制器的同时设计 |
| 6.3.1 故障检测条件 |
| 6.3.2 鲁棒控制条件 |
| 6.3.3 故障检测与控制策略 |
| 6.3.4 故障检测的阈值计算 |
| 6.4 仿真例子 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 切换LPV系统事件触发的镇定控制 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 问题描述与预备知识 |
| 7.2.1 系统模型 |
| 7.2.2 问题描述 |
| 7.3 状态与参数同时依赖的触发条件 |
| 7.3.1 触发机制的设计 |
| 7.3.2 计算触发时间间隔正下界 |
| 7.4 事件触发机制与控制器同时设计 |
| 7.4.1 触发条件和控制器的设计 |
| 7.4.2 触发阈值和控制器矩阵的求解 |
| 7.5 仿真例子 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 论文的主要结论 |
| 8.2 对未来研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、一类线性时不变系统的故障诊断滤波器的设计（论文参考文献）
- [1]离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中的应用[D]. 汤文涛. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]基于事件触发的非线性网络化系统的滑模控制[D]. 褚晓安. 大连理工大学, 2019(08)
- [3]基于分区防护的现场控制系统信息安全动态防护研究[D]. 杨军. 华中科技大学, 2019
- [4]事件触发机制下随机系统的故障检测与估计[D]. 晁代坤. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [5]高速磁浮列车悬浮系统故障诊断与容错控制研究[D]. 王志强. 国防科技大学, 2019(01)
- [6]分布式测量系统的故障诊断与容错控制[D]. 韩渭辛. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [7]网络控制系统的故障检测和容错控制研究[D]. 郭富民. 北京理工大学, 2018(06)
- [8]基于子空间技术的线性系统数据驱动控制方法研究[D]. 李哲. 东北大学, 2017(01)
- [9]切换LPV系统的镇定与H∞控制及其用于航空发动机控制设计的研究[D]. 朱孔伟. 东北大学, 2018(01)
- [10]Delta算子描述不确定离散故障检测系统H∞滤波器设计[J]. 林瑞全,张玉. 系统科学与数学, 2015(01)