【技术实现步骤摘要】
一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法
本专利技术涉及故障诊断领域，尤其涉及一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法。
技术介绍
随着人们对系统可靠性要求的不断提高，故障诊断问题在应用和研究领域引起了广泛关注。故障诊断过程由故障检测和故障估计两部分组成。故障检测的目的是尽可能快地检测出故障，然后根据检测到的故障识别故障的大小和类型的过程称为故障估计。在所有故障诊断方法中，基于观测器的方法是最常用的方法之一。利用系统输出与观测器输出的差值可以得到残差信号，当残差大于预设阈值时，可以实现故障报警。针对故障检测问题，近年来出现了许多基于观测器的方法，如自适应观测器、滑模观测器、模糊观测器、诊断观测器、未知输入观测器等。然而，对于离散时间切换系统的故障检测研究相对较少。根据实际产品的要求，可以将许多生产过程可以分为不同的模式，如化工过程、电力电子系统、机器人技术、协同控制等领域。众所周知，切换系统属于混合系统，它由一组连续或离散时间的子系统和一个指定子系统间切换顺序的切换信号组成。根据切换系统的特性，切换信号可分为...
【技术保护点】
1.一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：建立升压变换器电路模型，构造增广矩阵，得到标准形式的状态方程；/n步骤2：基于步骤1中的状态方程，给出升压变换器电路含有外部干扰和故障时的一般系统模型，并对其进行简化；/n步骤3：针对步骤2所述的简化后的系统模型，提出未知输入观测器作为残差信号发生器，给出满足H
【技术特征摘要】
1.一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：建立升压变换器电路模型，构造增广矩阵，得到标准形式的状态方程；
步骤2：基于步骤1中的状态方程，给出升压变换器电路含有外部干扰和故障时的一般系统模型，并对其进行简化；
步骤3：针对步骤2所述的简化后的系统模型，提出未知输入观测器作为残差信号发生器，给出满足H∞/H2稳定性性能指标和H-灵敏度性能指标的充分条件，并针对动态估计误差系统构造一个增广矩阵，得到相应的动态估计误差增广系统；
步骤4：针对步骤3中得到的动态估计误差增广系统，给出其全局指数稳定，且满足H∞/H2性能指标的充分条件；
步骤5：针对步骤3中得到的动态估计误差增广系统，给出其全局指数稳定，且满足H-性能指标的充分条件；
步骤6：根据设计的观测器，设定阈值Jth，构造残差评价函数，判断系统是否出现故障。
2.根据权利要求1所述的一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法，其特征在于，所述步骤1中升压变换器电路模型为一个脉冲宽度调制驱动的升压变换器电路，用es(t)表示电源，L表示电感，C表示电容，负载电阻用R表示，开关s(t)由PWM装置控制，每个周期T最多可切换一次；其状态方程为：
其中，
3.根据权利要求1所述的一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法，其特征在于，所述步骤2中升压变换器具有外部干扰和故障时对应的一般系统模型为：
其中，x(k)∈Rn为状态向量，u(k)∈Rn为控制输入向量，y(k)∈Rq为可测输出向量；和分别为外部扰动和故障向量，且都是l2[0，∞)范数有界的；Aσ(k)、Bσ(k)、Cσ(k)Dσ(k)、Fσ(k)和Gσ(k)是具有适当维度的常实数矩阵；分段函数σ(k)：[0，∞)→N＝{1,2,…,N}是切换信号，用来指定在t时刻激活哪个子系统。
4.根据权利要求3所述的一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法，其特征在于，当σ(k)＝i时，表示第i个子系统被激活，假设切换信号是未知的，但其瞬时值是可知的，所述一般系统模型可以简化为：
式中，i∈N，假设：简化后的一般系统模型渐近稳定，且(Ci，Ai)是可观的。
5.根据权利要求1所述的一种针对升压变换器电路的实时加权故障检测方法，其特征在于，所述步骤3中未知输入观测器作为残差信号发生器，其具体为：
其中，z(k)∈Rn是观测器状态，表示状态x(k)的估计值，是观测器输出，r(k)∈Rm表示残差信号，矩阵Si，Mi，Li和Hi(i∈N)是需要设计的观测器参数，Wi(i∈N)表示加权矩阵；
满足H∞/H2稳定性性能指标和H-灵敏度性能指标的充分条件为：
1)H∞/H2稳定性条件：对于f(k)＝0的情况，有
2)H-灵敏度条件：对于d(k)＝0的情况...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜董生，杨月，吴瑜，王业琴，赵环宇，唐中一，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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