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文檔簡介

仿射非線性系統故障可診斷性分析與設計實際系統大多是非線性的,難以利用線性系統理論建立故障可診斷性的判別條件,再加上噪聲干擾的存在,更是在可診斷性評價中引入了隨機影響。關于仿射非線性系統故障的可診斷性評價與設計,還沒有形成普遍適用的方法。本文基于微分幾何理論,針對仿射非線性系統、仿射非線性控制系統以及噪聲作用下的仿射非線性系統,對系統故障可診斷性分析與設計方面進行研究,主要內容如下:定義了非線性系統關于故障的能控性分布與能觀性對偶分布。對于同一時間只有一個故障發生的仿射非線性系統,從系統分解的角度給出了非線性系統故障可診斷性的判定條件;在此基礎上研究了控制輸入對可診斷故障可檢測性的影響。針對存在噪聲干擾的單輸出仿射非線性系統,分析了擾動噪聲的能觀性子系統與故障的能觀性子系統的差異性,定義了空間相似度、故障漏報率與故障可檢測性量化指標;分析對比了兩個可檢測故障能觀子空間之間的差異,定義了故障重復率與故障可分離性量化指標。對于多輸出系統,通過將其分解為多個單輸出系統進行可診斷性分析。針對仿射非線性系統滿足故障可診斷性的最小數量傳感器優化配置問題,提出了一種建立故障傳播有向圖的新方法,并對貪婪算法進行改進以實現傳感器一次故障仍然滿足故障可診斷性。以故障能控能觀子空間最大為約束條件,建立了優化問題模型,通過改進的PageRank算法全局評估各個測點的獨立性,以實現測點的傳感器優化配置。將上述理論分析與設計方法應用于點質量衛星控制系統的故

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