基于模型的故障诊断技术

第一篇 绪论、基本概念与预备知识

第 1 章 绪论 ............................................................................................... 1

1.1 故障诊断技术的基本概念 ........................................................... 2

1.2 历史发展和一些相关问题 ........................................................... 6

1.3 小结和参考文献 ........................................................................... 9

第 2 章 基于观测器 FDI 框架中的基本思想、主要论题及工具 .......... 11

2.1 关于基于观测器的残差生成器框架 ........................................... 11

2.2 未知输入解耦与故障隔离论题 ................................................. 12

2.3 基于观测器 FDI 框架中的鲁棒性论题 ..................................... 14

2.4 关于奇偶空间 FDI 框架 ............................................................. 15

2.5 残差评价与阈值计算 ................................................................. 16

2.6 FDI 系统综合与设计 .................................................................. 17

2.7 小结和参考文献 ......................................................................... 17

第 3 章 技术系统的建模 ......................................................................... 19

3.1 标称系统的行为描述 ................................................................. 20

3.2 互质分解技术 ............................................................................. 21

3.3 扰动系统的描述 ......................................................................... 23

3.4 包含模型不确定性的系统模型描述 .......................................... 24

3.5 故障建模 ..................................................................................... 25

3.6 闭环反馈控制系统中的故障建模 .............................................. 28

3.7 基准示例 ..................................................................................... 30

3.8 小结和参考文献 ......................................................................... 49

第 4 章 结构的故障可检测性、可隔离性和可辨识性 ........................... 51

4.1 结构的故障可检测性 ................................................................. 51

4.2 激励和充分激励系统 ................................................................. 57

4.3 结构的故障可隔离性 ................................................................. 58

4.4 结构的故障可辨识性 ................................................................. 66

4.5 小结和参考文献 ......................................................................... 68

第二篇 残差生成

第 5 章 基本的残差生成方法 .................................................................. 70

5.1 解析冗余 ..................................................................................... 71

5.2 残差与残差生成器的参数化 ..................................................... 74

5.3 残差生成器设计与运用的有关问题 .......................................... 78

5.4 故障检测滤波器 ......................................................................... 79

5.5 诊断观测器策略 ......................................................................... 81

5.6 奇偶空间方法 ............................................................................. 99

5.7 相互联系、比较和注释 ........................................................... 105

5.8 小结和参考文献 ....................................................................... 117

第 6 章 完美未知输入解耦 .................................................................... 119

6.1 问题数学描述 ........................................................................... 119

6.2 PUIDP 的存在条件 ................................................................... 121

6.3 频域方法 ................................................................................... 130

6.4 UIFDF 设计 .............................................................................. 133

6.5 UIDO 设计 ................................................................................ 146

6.6 未知输入奇偶空间方法 ........................................................... 160

6.7 替代策略 — 零矩阵方法 ........................................................ 160

6.8 最小阶残差生成器 ................................................................... 161

6.9 小结和参考文献 ....................................................................... 167

第 7 章 对未知输入具有增强鲁棒性的残差生成 ................................ 169

7.1 数学和控制理论预备知识 ....................................................... 170

7.2 基于 Kalman 滤波器的残差生成 ............................................. 184

7.3 UI—分布矩阵的逼近