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ADRC BASED INPUT DISTURBANCE REJECTION FOR MINIMUM-PHASE PLANTS WITH UNKNOWN ORDERS AND/OR UNCERTAIN RELATIVE DEGREES 被引量:17
1
作者 Chunzhe ZHAO Yi HUANG 《Journal of Systems Science & Complexity》 SCIE EI CSCD 2012年第4期625-640,共16页
The capability of ADRC is studied for linear time-invariant SISO minimum-phase systems with unknown orders, uncertain relative degrees, and unknown input disturbances. It is proved that ADRC can reject the unknown inp... The capability of ADRC is studied for linear time-invariant SISO minimum-phase systems with unknown orders, uncertain relative degrees, and unknown input disturbances. It is proved that ADRC can reject the unknown input disturbance and guarantee the close-loop stability for the plants with unknown but bounded relative degrees. Meanwhile, some close-loop performances can be achieved. The influence of the sensor noise is also discussed. And it is demonstrated by numerical examples that one ADRC with fixed parameters can be applied to a group of plants of different orders, relative degrees, and parameters. 展开更多
关键词 ADRC frequency performance sensor noise uncertain relative degree unknown input disturbance unknown order.
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基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的风电机组故障估计
2
作者 李俊强 郝万君 +3 位作者 崔国增 郝诗源 李泽 刘瑞阳 《机床与液压》 北大核心 2025年第23期196-202,共7页
针对风电机组(WTs)执行器故障估计易受未知干扰影响及实时性要求高等问题,提出一种基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的故障估计改进方法。通过构建一个增广系统,使执行器故障成为系统状态的一部分,便于设计观测器对故障的状态进行... 针对风电机组(WTs)执行器故障估计易受未知干扰影响及实时性要求高等问题,提出一种基于广义最小阶指定时间未知输入观测器的故障估计改进方法。通过构建一个增广系统,使执行器故障成为系统状态的一部分,便于设计观测器对故障的状态进行估计。为了克服随机干扰对WTs故障估计性能的影响,设计广义未知输入观测器来实现随机干扰与执行器故障的解耦。针对现有故障估计方法存在的估计误差渐进式收敛,无法满足WTs对执行器故障估计实时性要求的现状,设计最小阶指定时间观测器来缩短故障估计时间。最后,以标准NREL 5MW风电机组为研究对象,进行仿真实验。结果表明:所设计的广义最小阶指定时间未知输入观测器对比传统广义未知输入观测器在对WTs执行器典型的渐变与突变故障进行估计时具有更好的实时性;对于突变故障,传统观测器约需1.5 s收敛,而此方法仅需约0.15 s;对于渐变故障,传统观测器约需1 s跟踪,而此方法仅需约0.1 s。此方法计算简单,计算成本低,更具有应用优势。 展开更多
关键词 风电机组 故障估计 实时性 广义未知输入观测器 最小阶指定时间观测器
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针对结构不确定的最小相位对象的ESO观测能力分析(英文) 被引量:1
3
作者 赵春哲 林晓然 +2 位作者 徐蓉 杨晓霞 熊江 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期532-539,共8页
讨论自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器(ESO)对带有不确定阶和(或)相对阶的最小相位对象的观测能力,详细分析了线性ESO的频域性能.结果显示,即使面对大范围的不确定性,ESO仍可以按照人工设计的速度去估计所需的状态.最后,理论结果在... 讨论自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器(ESO)对带有不确定阶和(或)相对阶的最小相位对象的观测能力,详细分析了线性ESO的频域性能.结果显示,即使面对大范围的不确定性,ESO仍可以按照人工设计的速度去估计所需的状态.最后,理论结果在仿真实验中得到了验证. 展开更多
关键词 扩张状态观测器 未知阶 未知相对阶 频域性能 自抗扰控制
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基于辅助输出的线性系统状态和未知输入同时估计方法 被引量:11
4
作者 韩冬 朱芳来 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期932-943,共12页
在未知输入观测器匹配条件不满足的情况下,针对一类线性时不变系统,研究了同时估计系统状态和未知输入的问题.首先,基于可测输出对未知输入的相关度的概念,给出了辅助输出的构造方法,使得匹配条件得以满足.为了处理辅助输出中的未知信息... 在未知输入观测器匹配条件不满足的情况下,针对一类线性时不变系统,研究了同时估计系统状态和未知输入的问题.首先,基于可测输出对未知输入的相关度的概念,给出了辅助输出的构造方法,使得匹配条件得以满足.为了处理辅助输出中的未知信息,提出了一种高增益观测器设计方法,它不仅能估计辅助输出,而且还能估计辅助输出的导数.然后,基于辅助输出的估计值,提出了一种降维观测器设计方法,可以在不受未知输入影响的情况下估计系统的状态;接下来,基于状态和辅助输出及其导数的估计值,给出了未知输入估计.最后,对一个五阶系统进行了数字仿真,仿真结果表明所提出的方法是有效的. 展开更多
关键词 观测器匹配条件 高增益观测器 降维观测器 未知输入估计
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参数未知的分数阶混沌系统的自适应追踪控制 被引量:8
5
作者 胡玉婷 李东 张兴鹏 《重庆工商大学学报(自然科学版)》 2015年第3期1-7,共7页
针对一类参数未知的分数阶混沌系统,基于分数阶系统稳定性理论,通过设计控制器和未知参数辨识规则,研究了混沌系统的自适应追踪控制同步问题;并以分数阶Newton-Leipnik系统为例进行了数值模拟,验证了方法的可行性和有效性。
关键词 分数阶 参数未知 自适应 追踪控制与同步
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基于辅助输出构造的未知输入观测器设计 被引量:3
6
作者 朱芳来 王昆 韩冬 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期349-354,共6页
研究了观测器匹配条件不满足之前提下,状态和未知输入同时估计的未知输入观测器的设计方法.基于可测输出相对于未知输入的相关度的概念,给出了可以满足匹配条件的辅助输出的构造方法.考虑了一种高阶滑模观测器,根据原系统的可测输出不... 研究了观测器匹配条件不满足之前提下,状态和未知输入同时估计的未知输入观测器的设计方法.基于可测输出相对于未知输入的相关度的概念,给出了可以满足匹配条件的辅助输出的构造方法.考虑了一种高阶滑模观测器,根据原系统的可测输出不仅能给出辅助输出、还能给出其微分在有限时间内的精确估计.基于辅助输出,提出一种能对状态渐近估计的降维观测器设计方法.基于状态和辅助输出之微分的估计,提出了一种未知输入的重构方法,该方法具有不必用到系统微分信息的优点.最后通过一仿真实验验证方法的可行性. 展开更多
关键词 观测器匹配条件 未知输入观测器 高阶滑模观测器
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一类未知输入系统的降维观测器设计 被引量:4
7
作者 韩冬 朱芳来 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1779-1784,共6页
在观测器匹配条件不满足的情况下,针对一类线性时不变系统,探讨了一种降维观测器设计的问题.基于输出对未知输入相关度的概念,构造辅助输出,使得匹配条件得以满足.在假设辅助输出可测时提出了一种降维观测器的设计方法.实际上,辅助输出... 在观测器匹配条件不满足的情况下,针对一类线性时不变系统,探讨了一种降维观测器设计的问题.基于输出对未知输入相关度的概念,构造辅助输出,使得匹配条件得以满足.在假设辅助输出可测时提出了一种降维观测器的设计方法.实际上,辅助输出不完全可测,使用高增益观测器观测的辅助输出估计值代替辅助输出设计降维观测器.状态估计误差在特定的封闭球体内最终一致有界,通过改变观测器参数可以调节封闭球体的半径.对一个五阶系统设计降维观测器,仿真结果表明,降维观测器和滑模观测器具有同样良好的观测效果. 展开更多
关键词 观测器匹配条件 高增益观测器 降维观测器 未知输入
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高阶不确定非线性系统线性状态反馈自适应控制设计 被引量:13
8
作者 满永超 刘允刚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期24-32,共9页
研究了一类控制系数未知的高阶不确定非线性系统的自适应镇定控制设计.尽管该问题已经得到解决,但是所设计的控制器是非线性反馈形式,较为复杂.与现有文献不同,本文通过综合运用增加幂积分技术和切换自适应控制方法,给出了该控制问题的... 研究了一类控制系数未知的高阶不确定非线性系统的自适应镇定控制设计.尽管该问题已经得到解决,但是所设计的控制器是非线性反馈形式,较为复杂.与现有文献不同,本文通过综合运用增加幂积分技术和切换自适应控制方法,给出了该控制问题的更为简单且易于实现的新型线性反馈控制器,使得系统状态有界且最终趋于零.值得指出的是,与切换自适应控制文献相比,本文所研究的非线性系统具有更严重的不确定/未知性和更强的非线性,这主要体现在未知的系统控制系数和更高的系统幂次中. 展开更多
关键词 高阶非线性系统 未知控制系数 切换自适应控制 线性反馈
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一类未知MIMO非线性离散系统的改进自适应准滑模解耦控制 被引量:30
9
作者 何大阔 高飞雪 +1 位作者 杨乐 武玮 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期783-789,共7页
针对一类带有外部扰动的未知MIMO非线性离散系统,提出一种新型自适应准滑模控制算法.该算法基于非参数动态线性化技术,运用高阶滑模控制的思想实现带有扰动系统的二阶准滑模控制.同时,利用扰动解耦技术,在控制器的设计中引入离散扩张状... 针对一类带有外部扰动的未知MIMO非线性离散系统,提出一种新型自适应准滑模控制算法.该算法基于非参数动态线性化技术,运用高阶滑模控制的思想实现带有扰动系统的二阶准滑模控制.同时,利用扰动解耦技术,在控制器的设计中引入离散扩张状态观测器(DESO)对系统各回路间的耦合以及数据模型的未建模动态进行补偿,以进一步实现多变量系统的解耦,提升控制品质.理论分析和仿真结果说明了所提出方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 未知非线性离散系统 二阶准滑模控制 扰动 离散扩张状态观测器 解耦
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一个比Rssler系统代数结构更为简单的三阶混沌系统及其混沌抑制 被引量:2
10
作者 金晓宏 刘文浩 黄浩 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第18期1-5,共5页
混沌的发现与研究大都集中在非线性项不只一项,或者非线性项仅有一项时其为平方项或立方项,或者系统状态方程代数项较多的系统;而类似于Rssler系统的简单混沌系统的发现与研究较少。提出了一个结构比Rssler混沌系统代数结构更为简... 混沌的发现与研究大都集中在非线性项不只一项,或者非线性项仅有一项时其为平方项或立方项,或者系统状态方程代数项较多的系统;而类似于Rssler系统的简单混沌系统的发现与研究较少。提出了一个结构比Rssler混沌系统代数结构更为简单的三阶混沌系统,该系统方程为y'″+cy″+by'+ay+yy'=0。通过Lyapunov指数谱图证实了该系统取特定值时为混沌状态;系统分岔图展示了该系统随所定参数变化走向混沌的道路;状态方程给出了系统有唯一的平衡点;这表明所论系统是一种不同于Genesio-Tesi系统与Coullet系统的新混沌系统。给出系统在平衡点稳定应满足的条件。通过散度计算可知系统轨迹是以与系数c有关的指数形式收敛的。将所论系统改造为参数未知Genesio-Tesi系统后,借助一种自适应控制律可以对所论系统的混沌进行抑制。 展开更多
关键词 三阶系统 混沌 参数未知 分岔 LYAPUNOV指数谱 自适应控制
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状态估计与未知输入和可测噪声同时重构方法 被引量:8
11
作者 杨俊起 朱芳来 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1145-1151,共7页
针对一类不确定线性系统,讨论了状态估计及未知输入和可测噪声重构方法.首先,对仅具有未知输入的线性系统,讨论了观测器匹配条件不满足前提下的状态估计和未知输入重构问题;通过设计降维观测器和高阶滑模观测器,提出一种未知输入代数重... 针对一类不确定线性系统,讨论了状态估计及未知输入和可测噪声重构方法.首先,对仅具有未知输入的线性系统,讨论了观测器匹配条件不满足前提下的状态估计和未知输入重构问题;通过设计降维观测器和高阶滑模观测器,提出一种未知输入代数重构方法;然后,将以上结论上升到具有未知输入和可测噪声的线性系统,以此提出了状态估计及未知输入和可测噪声同时重构的方法;最后,通过对飞行器模型进行仿真,验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 未知输入重构 可测噪声重构 降维观测器 滑模观测器
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基于降维观测器和超螺旋算法的执行器故障重构方法 被引量:2
12
作者 陈滟涛 杨俊起 钱伟 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2013年第5期560-564,共5页
针对一类具有执行器故障的不确定非线性系统,对执行器故障和未知干扰同时重构方法进行了讨论.首先,对原系统进行等价状态变换和输出变换,从而设计出能直接消除系统执行器故障和未知干扰的降维观测器,以对系统状态进行渐近收敛估计;在此... 针对一类具有执行器故障的不确定非线性系统,对执行器故障和未知干扰同时重构方法进行了讨论.首先,对原系统进行等价状态变换和输出变换,从而设计出能直接消除系统执行器故障和未知干扰的降维观测器,以对系统状态进行渐近收敛估计;在此基础上,提出一种可以对未知信息进行重构的方法.然后,基于超螺旋算法,给出了系统输出微分的估计,达到了执行器故障和未知干扰同时重构的目的.最后,对一个实例进行仿真,仿真结果表明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 执行器故障重构 降维观测器 超螺旋算法 未知输入观测器
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未知目标函数之一阶数值微分公式验证与实践 被引量:8
13
作者 张雨浓 郭东生 +1 位作者 徐思洪 李海林 《甘肃科学学报》 2009年第1期13-18,共6页
根据多项式插值理论,对于未知的目标函数,在离散采样点获取其对应的函数值后,即可构造Lagrange插值多项式以近似求得该未知函数的逼近表达式.进而,对Lagrange插值多项式求一阶导数可得到该未知目标函数的多点一阶微分近似公式;即... 根据多项式插值理论,对于未知的目标函数,在离散采样点获取其对应的函数值后,即可构造Lagrange插值多项式以近似求得该未知函数的逼近表达式.进而,对Lagrange插值多项式求一阶导数可得到该未知目标函数的多点一阶微分近似公式;即:等间距情况下的2~16个数据点的后向差分公式.计算机数值实验进一步验证与表明:该用于未知目标函数一阶数值微分的多点公式可以取得较高的计算精度. 展开更多
关键词 未知目标函数 LAGRANGE插值多项式 一阶导数 数值微分公式 计算精度
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不确定切换线性系统状态和未知输入估计方法 被引量:1
14
作者 杨俊起 陈滟涛 +1 位作者 朱芳来 卜旭辉 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期2247-2252,共6页
针对具有未知输入的不确定切换线性系统,在平均驻留时间切换下,讨论其状态和未知输入估计方法.通过等价变换解耦切换系统的未知输入,以构造降维切换系统.进而,设计切换观测器实现对原系统的状态估计,并求解具有线性矩阵不等式限制的最... 针对具有未知输入的不确定切换线性系统,在平均驻留时间切换下,讨论其状态和未知输入估计方法.通过等价变换解耦切换系统的未知输入,以构造降维切换系统.进而,设计切换观测器实现对原系统的状态估计,并求解具有线性矩阵不等式限制的最优化问题,得到观测器存在的充分条件.在基于函数微分数值解方法求得系统输出微分的基础上,提出一种切换系统未知输入的估计方法.最后通过一个数值实例验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 切换线性系统 降维切换观测器 平均驻留时间 未知输入观测器
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基于代数方法的全维故障检测观测器设计 被引量:2
15
作者 王辉 韩冬 +1 位作者 李娟 魏玲 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2020年第1期81-86,共6页
针对伴有不匹配未知干扰的线性时不变系统,将全维观测器的设计方法和未知干扰建模技术相结合,设计出对未知干扰解耦的故障检测观测器.首先,采用代数建模技术将匹配未知干扰从未知干扰中分离出来,剩余的干扰部分即为不匹配未知干扰;然后... 针对伴有不匹配未知干扰的线性时不变系统,将全维观测器的设计方法和未知干扰建模技术相结合,设计出对未知干扰解耦的故障检测观测器.首先,采用代数建模技术将匹配未知干扰从未知干扰中分离出来,剩余的干扰部分即为不匹配未知干扰;然后,依据先验知识对不匹配未知干扰代数建模,构建出一个满足秩条件的增广系统;最后,针对增广系统,设计全维故障检测观测器,并构造对未知干扰鲁棒且对故障敏感的残差.将所提方法应用于一类垂直起降直升机系统,并对系统模型进行仿真.仿真结果表明所提出的全维故障检测观测器是有效的. 展开更多
关键词 不匹配未知干扰 故障检测与分离 代数建模 全维观测器 增广系统
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分数阶扩散方程未知源项的识别问题
16
作者 杨帆 刘霄 +1 位作者 李晓晓 李敦刚 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期146-150,共5页
探讨了Riesz-Feller分数阶扩散方程未知源识别问题,这类问题是不适定的,即问题的解不连续依赖于测量数据.利用修正的Tikhonov正则化方法,得到问题的一个正则近似解,并且给出正则解和精确解之间H¨older型误差估计.数值实验表明利用... 探讨了Riesz-Feller分数阶扩散方程未知源识别问题,这类问题是不适定的,即问题的解不连续依赖于测量数据.利用修正的Tikhonov正则化方法,得到问题的一个正则近似解,并且给出正则解和精确解之间H¨older型误差估计.数值实验表明利用修正的Tikhonov正则化方法处理这类问题非常有效. 展开更多
关键词 分数阶扩散方程 未知源 反问题 正则化 不适定问题
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分数阶时滞复Lorenz混沌系统的控制与同步 被引量:2
17
作者 虞继敏 武卫红 周尚波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第3期730-733,共4页
基于分数阶时滞非线性系统稳定性理论,设计线性反馈控制器实现分数阶时滞混沌系统的控制;基于矩阵配置控制器的设计方法,利用时滞分离法实现参数未知的分数阶时滞混沌系统的同步。以分数阶时滞复Lorenz系统为例进行了研究,分别分离原系... 基于分数阶时滞非线性系统稳定性理论,设计线性反馈控制器实现分数阶时滞混沌系统的控制;基于矩阵配置控制器的设计方法,利用时滞分离法实现参数未知的分数阶时滞混沌系统的同步。以分数阶时滞复Lorenz系统为例进行了研究,分别分离原系统各个变量的实部和虚部,将其转换为分数阶时滞非线性系统,研究其混沌特性,实现了混沌系统的控制,以及利用矩阵配置控制器的设计方法实现了参数未知的混沌系统的同步,数值仿真验证了结果的有效性,易于工程实现。 展开更多
关键词 分数阶 时滞系统 混沌系统 线性反馈控制 未知参数 同步
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基于降维切换观测器的切换系统扰动输入估计
18
作者 陈滟涛 朱晓利 岳恒茂 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第2期236-241,共6页
针对一类具有扰动输入的不确定线性切换系统,提出了一种切换系统状态估计和扰动输入估计方法。通过输出矩阵变换和状态等价变换,解耦原切换系统的未知干扰输入,得到不受扰动输入影响的降维切换系统,并在此基础上设计切换降维观测器,以... 针对一类具有扰动输入的不确定线性切换系统,提出了一种切换系统状态估计和扰动输入估计方法。通过输出矩阵变换和状态等价变换,解耦原切换系统的未知干扰输入,得到不受扰动输入影响的降维切换系统,并在此基础上设计切换降维观测器,以实现对切换系统状态的渐近估计;然后,通过考虑高增益滑模微分器,对系统的输出微分进行渐近估计,从而在切换系统状态和输出微分估计的基础上,提出一种扰动输入的重构方法。通过对切换系统实例进行数值仿真,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 切换系统 降维切换观测器 未知干扰估计 高增益滑模微分器
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基于观测器的不匹配未知输入系统的滑模控制
19
作者 朱芳来 于胜志 张建成 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期651-656,共6页
对具有不匹配时变未知输入的线性系统,研究了基于观测器的滑模控制器设计方法.首先,设计了一种与控制输入无关、能直接抵消未知输入影响的降维观测器.通过该观测器估计系统状态,并提出了一种未知输入代数重构方法,进而利用高增益滑模观... 对具有不匹配时变未知输入的线性系统,研究了基于观测器的滑模控制器设计方法.首先,设计了一种与控制输入无关、能直接抵消未知输入影响的降维观测器.通过该观测器估计系统状态,并提出了一种未知输入代数重构方法,进而利用高增益滑模观测器给出了未知输入一阶微分的渐近估计方法.最后,提出了一种基于系统状态估计、未知输入重构及未知输入一阶微分估计滑模控制器新的设计方法,并通过仿真分析,论证了该方法的可行性和正确性. 展开更多
关键词 降维观测器 滑模控制器 未知输入重构 未知输入微分估计 高增益观测器
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一类存在参数摄动的线性随机系统的鲁棒间歇故障诊断方法 被引量:7
20
作者 鄢镕易 何潇 周东华 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1004-1013,共10页
间歇故障(Intermittent faults,IFs)具有随机性,其检测要求在本次间歇故障消失之前检测出间歇故障的发生,在下一次间歇故障发生之前检测出间歇故障的消失.本文针对一类存在未知时变参数摄动的离散线性随机动态系统,研究了其鲁棒间歇故... 间歇故障(Intermittent faults,IFs)具有随机性,其检测要求在本次间歇故障消失之前检测出间歇故障的发生,在下一次间歇故障发生之前检测出间歇故障的消失.本文针对一类存在未知时变参数摄动的离散线性随机动态系统,研究了其鲁棒间歇故障检测与分离问题.基于降维未知输入观测器,通过引入滑动时间窗口,本文设计了一组与未知时变摄动解耦的结构化截断残差,并提出其存在的一个充分条件.与传统残差相比,截断残差信号更为显著地反映了间歇故障的发生和消失.为满足间歇故障的检测要求,本文提出两个假设检验分别用于检测间歇故障的发生时刻和消失时刻,并给出了一个详细算法.最后,在沿参考轨道运行的卫星模型上对所述方法进行了仿真实验,结果表明该方法能够有效检测出间歇故障的所有发生时刻和消失时刻,并准确实现故障分离. 展开更多
关键词 间歇故障 鲁棒故障诊断 时变参数摄动 降维未知输入观测器 假设检验
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