一种针对二级化学反应器变时滞系统的故障估计方法技术方案

本发明专利技术公开一种针对二级化学反应器变时滞系统的故障估计方法，包括：构造二级化学反应器数学模型；考虑变时滞、干扰、非线性和故障情况，给出系统delta算子状态方程的一般表达式；设计比例—积分观测器，给出误差动态方程以及达到故障估计目标需要满足的性能指标；给出系统全局一致指数稳定的充分条件；消除系统指数稳定的充分条件中的非线性项，将充分条件转化为线性矩阵不等式，得出观测器中的参数，实现故障估计。本发明专利技术中设计的故障估计方法，对未知输入具有鲁棒性，对故障也具有较高的敏感性，能够实现对二级化学反应器系统的故障估计。计。计。

【技术实现步骤摘要】
一种针对二级化学反应器变时滞系统的故障估计方法


[0001]本专利技术涉及故障估计
，具体涉及一种针对二级化学反应器变时滞系统的故障估计方法。

技术介绍

[0002]随着社会生产力需求的增加，现代控制系统的任务变得越来越困难，系统的安全性和可靠性要求也越来越高，因此近年来故障诊断技术引起了广泛的关注。故障估计是故障诊断中最重要的部分之一。在过去的几十年中，由于故障定量分析的技术难点和研究方法的缺陷，使得对故障估计的研究相对较少。近年来，一些学者开始意识到这个问题，开始对其进行研究，并且得出了不少令人满意的结论。例如有些学者研究了一类具有噪音和外部干扰的非线性系统的故障估计和故障容错控制问题。在已有的文献中，有的对于具有过程故障，传感器故障和未知输入的非线性系统，考虑了故障估计问题。有的设计了用于同时估计多线性准参数变化系统的状态和执行器故障的广义学习观测器(GLO)。但是，对于时变时滞系统的故障估计技术的研究还不够成熟。
[0003]不管是在工程、物理学、生物学或者经济学中，大部分的系统可以将其作为时滞系统进行建模从而进行分析和研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对二级化学反应器变时滞系统的故障估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据质量守恒原理构造二级化学反应器数学模型，所述数学模型引入变时滞，其具体为：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；C
2f
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，F
p1
是第一反应器的出料速率，F
p2
是第二反应器的出料速率，τ(k)表示时变时滞。步骤2：考虑变时滞、干扰、非线性和故障情况，给出系统delta算子状态方程的一般表达式；步骤3：设计比例
‑
积分观测器(PIO)，给出误差动态方程，以及达到故障估计目标需要满足的性能指标，所述比例
‑
积分观测器(PIO)为：delta算子误差系统为：达到故障估计目标需要满足的性能指标为：对于||v(t)||2∈[0，+∞)建立观测器使其满足：(1)当v(t)＝0时，delta算子误差系统(10)是指数稳定的；(2)当v(t)≠0时，H
∞
性能指标应当满足其中γ＞0；其中，表示状态x(t)的估计值，为观测器输出，L是观测器的增益为设计对象，f
a
(t)表示执行器故障，y(t)为系统输出，A，A
d
，B，B
f
，B
d
，C为已知的具有适当维数的常数矩阵，Φ(t，x(t)，u(t))为具有Lipschitz常数θ的非线性向量函数；分别表示增广状态和输入向量，Γ为学习率，是对称正定矩阵，K1和K2分别是将被设计的比例和积分增益；，步骤4：利用李亚普诺夫函数，给出系统指数稳定的充分条件；步骤5：消除所述系统指数稳定的充分条件中的非线性项，将所述充分条件转化为线性矩阵不等式，得出比例
‑
积分观测器中需要设计的参数，实现二级化学反应器的故障估计。
2.根据权利要求1所述的针对二级化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贝，杜董生，吴瑜，盛远杰，夏安林，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：