摘要 本文研究基于状态估计的故障残差的设计方法以及相对应的故障检测和诊断方法。首先综述了故障检测与诊断技术的研究背景与发展现状，简述了故障检测与诊断技术的研究内容。然后针对观测器的理论，分别介绍全维状态观测器和未知输入观测器的设计方法。接着主要针对一类线性系统，选取合适的控制系统模型，分别利用两种方法进行故障残差设计，通过残差判别故障类型。仿真结果表明，两种方法都能判别一般的传感器故障，而利用未知输入观测器的设计方法具有更好的鲁棒性，有效抑制未知扰动的影响。87472

毕业论文关键词  故障检测  状态观测器  未知输入观测器  鲁棒性

毕业设计说明书外文摘要

Title    Fault Detection and Its Simulation for Control   System Based on State Estimation Method         

Abstract In this paper, we studied the fault residual design method based on state estimation and the fault detection and diagnosis method。 First, the background and status of the fault detection and diagnosis method is discussed。 Also, the research of 

the fault detection and diagnosis method is involved。 Then for the observer theory, it introduces the progress of designing the full dimension state observer and the unknown input observer。 Lately, for linear systems, selecting the appropriate control system model, using two methods of residual faults to determine the type of the residual fault。 Simulation results show that both methods can determine average sensor fault, but it has better robustness by using the unknown input observer, it can suppress the influence of unknown disturbances。

Keywords  Fault detection  State observer  UIO  Robustness

目   次

1  绪论 1

1。1  故障检测与诊断技术的研究背景 1

1。2  故障检测与诊断技术简介  1来-自+优Y尔E论L文W网www.youerw.com 加QQ752018^766

1。3  本文主要研究内容  4

2  基于观测器的故障检测方法 5

2。1  引言  5

2。2  观测器介绍  5

2。3  故障模型分类介绍  7

2。4  残差产生  9

2。5  小结  9

3  基于未知输入观测器的鲁棒故障检测方法  10

3。1  引言  11

3。2  未知输入观测器介绍  11

3。3  其它鲁棒故障检测方法简介  14

3。4  小结  15

4  仿真研究  16

4。1  引入故障模型  16

4。2  模型仿真研究  16

4。3  小结  22

结论  23

致谢  24

参考文献 25

1  绪论

1。1  故障检测与诊断技术的研究背景

目前，自动控制技术已广泛应用于航天航空、核电站和工业生产过程等领域，指导自动控制系统的分析和设计的控制理论也有了很大的发展[1]。

随着近年来自动化技术的持续发展，控制系统的规模不断扩大，它的复杂性也在不断增加。这就要求在应用到实际工程中的时候，控制系统必须要具有非常高的可靠性和可维修性。特别是对于复杂的控制系统，如在航空、航天、化工及复杂生产线等领域，其系统往往包括几十个甚至几百个控制回路。然而，在长期使用过程中系统的部件不可避免地发生故障或失效，并且可能造成十分严重的后果，带来不可估量的损失与代价。