一种非线性多倒立摆互联系统分布式鲁棒故障诊断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种非线性多倒立摆互联系统分布式鲁棒故障诊断方法，具体包括1、建立离散时间的倒立摆互联系统模型；2、将离散时间的倒立摆互联系统模型中的状态向量和故障向量进行增广，得到增广互联系统；3、构建增广互联系统的全局误差动态模型，并根据全局误差动态模型建立观测器增益矩阵；4、根据步骤2中的增广互联系统和步骤3中的观测器增益矩阵，得到倒立摆互联系统分布式故障诊断观测器。本发明专利技术显著降低了子系统之间的耦合项带来的设计难度，本发明专利技术对于具有子系统耦合的大型机械和电力互联系统的实时故障诊断与准确监测具有重要的实用参考价值。要的实用参考价值。要的实用参考价值。

【技术实现步骤摘要】
一种非线性多倒立摆互联系统分布式鲁棒故障诊断方法


[0001]本专利技术属于互联控制系统故障诊断


技术介绍

[0002]现代控制系统日益复杂，导致系统高阶次、模型参数不确定、外界强干扰、系统内部强耦合等现象，给控制器和观测器的设计带来了前所未有的挑战。其中，机械互联系统作为一类复杂的强耦合控制系统，子系统之间的强耦合显著增加了设计难度，近十几年来也受到国内外众多学者的广泛关注。
[0003]由于机械互联系统中各个子系统之间有实际的耦合关联。如果其中某一个子系统中出现了故障，必然将通过这些物理链接传播给其他子系统，将会导致整个系统的性能下降、甚至不稳定。子系统之间的实际物理耦合给故障诊断观测器带来了巨大的挑战，目前分散式故障诊断观测器是针对每个子系统设计的，没有考虑子系统之间的耦合对观测器的影响，这势必将影响故障诊断的性能。基于子系统之间耦合的互联系统分布式故障诊断观测器对于提升故障诊断的性能具有重要的研究价值。同时对于多样、复杂的外部环境，干扰不可避免的存在着，干扰也势必会影响系统的故障诊断性能，研究鲁棒故障诊断技术可以抑制外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非线性多倒立摆互联系统分布式鲁棒故障诊断方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1：对连续时间倒立摆互联系统进行离散化，建立离散时间的倒立摆互联系统模型；步骤2：将离散时间的倒立摆互联系统模型中的状态向量和故障向量进行增广，得到增广互联系统；步骤3：构建增广互联系统的全局误差动态模型，并根据全局误差动态模型计算观测器增益矩阵和其中i＝1,2,...,N，N为倒立摆子系统的个数；步骤4：根据步骤2中的增广互联系统和步骤3中的观测器增益矩阵，得到倒立摆互联系统分布式故障诊断观测器；将每个倒立摆的输入数据、输出数据输入分布式故障诊断观测器，得到每个子系统的执行器故障估计值，从而对倒立摆互联系统执行器故障进行估计。2.根据权利要求1所述的一种非线性多倒立摆互联系统分布式鲁棒故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1中第i个倒立摆互联系统模型为：其中x
i
(k)为第i个倒立摆系统的状态向量，k表示当前时刻，k+1表示下一个时刻，u
i
(k)为输入向量，y
i
(k)为输出向量，f
i
(k)为故障向量，ω
i
(k)为扰动向量；矩阵A
i
，B
i
，C
i
，D
i
，E
i
，H
ij
分别为互联系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵、系统干扰分布矩阵、故障分布矩阵，子系统之间的耦合矩阵，g
i
(k,x
i
(k))为Lipschitz非线性函数，且满足g
i
(k,0)＝0和(k,0)＝0和为x
i
(k)的估计值，L
gi
为Lipschitz常数。3.根据权利要求2所述的一种非线性多倒立摆互联系统分布式鲁棒故障诊断方法，其特征在于：所述步骤2具...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏静萍，姜斌，张柯，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：