【技术实现步骤摘要】
基于函数观测器的二级化学反应器执行器故障检测方法
本专利技术涉及故障检测
，具体涉及一种基于函数观测器的二级化学反应器执行器故障检测方法。
技术介绍
近年来，随着对化工生产过程可靠性以及安全性要求的提高，故障检测技术受到了学者们的广泛关注，得到了空前发展。在已有的文献中，有的通过鲁棒主元分析(PCA)法，实现了连续搅拌反应器(CSTR)的故障检测，有的针对乙烯精馏过程，利用非线性动态全局局部保留投影法进行故障检测，有的采用基于稀疏过滤和逻辑回(SFLR)算法实现环己烷无催化氧化制环己酮过程的故障检测还有的针对原油脱脂过程采用近红外光光谱分析技术，实现了故障检测。由此可见，基于模型的故障检测方法被广泛应用，且很有效。基于观测器的故障检测方法是故障检测技术中广泛应用的一种有效办法，主要包括自适应观测器法，滑膜观测器法、神经网络观测器法、未知输入观测器法、函数观测器法等，并且已经取得了一定的研究成果。有的针对含有未知输入的时滞系统，利用线性函数观测器实现了系统的故障检测，有的采用鲁棒故障检测观测器，对同时具有未知输入...
【技术保护点】
1.一种基于函数观测器的二级化学反应器执行器故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：根据二级反应器原理，构造二级反应器系统模型，并将微分方程转化为标准形式的状态方程；/n步骤2：基于步骤1中的状态方程，给出所述二级反应器系统模型含有外部干扰和执行器故障时的一般形式；/n步骤3：提出使用函数观测器作为残差信号发生器，给出误差动态系统，并利用所述残差发生器构造残差；/n步骤4：给出误差动态系统渐进稳定的充分条件，根据所述充分条件，得出故障检测观测器参数；/n步骤5：根据步骤4所述故障检测观测器参数以及所述残差，给出判断系统是否出现故障的决策逻辑；/n步骤6：根据步骤...
【技术特征摘要】
20201209 CN 20201143284981.一种基于函数观测器的二级化学反应器执行器故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据二级反应器原理，构造二级反应器系统模型，并将微分方程转化为标准形式的状态方程；
步骤2：基于步骤1中的状态方程，给出所述二级反应器系统模型含有外部干扰和执行器故障时的一般形式；
步骤3：提出使用函数观测器作为残差信号发生器，给出误差动态系统，并利用所述残差发生器构造残差；
步骤4：给出误差动态系统渐进稳定的充分条件，根据所述充分条件，得出故障检测观测器参数；
步骤5：根据步骤4所述故障检测观测器参数以及所述残差，给出判断系统是否出现故障的决策逻辑；
步骤6：根据步骤5所述决策逻辑，利用故障检测观测器进行二级化学反应器执行器故障检测。
2.根据权利要去1所述的基于函数观测器的二级化学反应器执行器故障检测方法，其特征在于，所述二级反应器为工业循环反应器，二级反应器的两个反应器都是恒温连续搅拌槽式反应器，所述二级反应器系统模型为：
其中，第一反应器和第二反应器的组分产物流C1和C2是可变的，需要加以控制；C2f是第二反应器的进料部件；R1和R2是循环流量，α1和α2是反应常数；F2为进料速率，V1和V2分别为第一反应器和第二反应器的体积，θ1和θ2分别为反应器停留时间，Fp1是第一反应器的出料速率，Fp2是第二反应器的出料速率，h为已知常时滞；
因为C1＝x1，C2＝x2，则(1)式可以写为：
其中，x2f为控制输入，x1，x2是状态变量，所述二级反应器系统模型的状态方程如下：
式中，
C＝[10]，D＝0.。
3.根据权利要去2所述的基于函数观测器的二级化学反应器执行器故障检测方法，其特征在于，所述二级反应器系统模型含有外部干扰和执行器故障时的一般形式为：
其中，x(t)∈Rn、u(t)∈Rm、y(t)∈Rq和z(t)∈Rr分别为状态向量、控制输入向量、执行器故障向量、干扰向量、输出向量和待估计向量；A、Ad、B、E、D、C、L均是具有适当维度的常实数矩阵；h为已知常时滞；其中，ΔA、ΔAd和ΔB表示范数边界参数不确定性的实值矩阵函数，定义：
其中，E1、E2、E3、F1、F2、F3为具有适当维数的常实矩阵。...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴瑜，杜董生，夏安林，盛远杰，刘贝，肖赟，
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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