非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)控制與故障檢測方法的研究.pdf

1、傳統(tǒng)隨機(jī)控制主要研究系統(tǒng)輸出均值和方差的統(tǒng)計(jì)特性。近十多年來，隨機(jī)控制的研究領(lǐng)域出現(xiàn)一個新的分支，即非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)控制理論，它突破了傳統(tǒng)隨機(jī)控制研究僅限于系統(tǒng)隨機(jī)變量服從高斯分布假設(shè)，正在逐步發(fā)展成為一個較為完善的建模和控制理論框架，并已成為控制理論及應(yīng)用研究領(lǐng)域內(nèi)一個新的研究方向。目前，非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)的研究主要集中于非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)控制、非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)的故障檢測與診斷等問題，且這些問題都需要進(jìn)一步研究和發(fā)展。
　　

2、 本論文主要針對非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)尚未涉及的非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)保性能控制、有待深入研究的故障檢測與故障等內(nèi)容進(jìn)行了研究，同時(shí)也涉及到容錯控制的研究。通過這些研究，可進(jìn)一步補(bǔ)充、完善非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)理論。本論文的主要工作如下:
　　 1.非高斯連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)具有記憶功能保性能控制的研究。針對非高斯連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)的保守性問題，提出具有記憶狀態(tài)反饋保性能控制算法，并采用凸優(yōu)化技術(shù)對保性能控制算法進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出概率密度函

3、數(shù)追蹤目標(biāo)概率密度函數(shù)，并滿足規(guī)定的保性能指標(biāo)。
　　 2.非高斯不確定連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)神經(jīng)保性能控制的研究。針對非高斯不確定連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)的保守性問題，引入附加增益，并在保性能控制器設(shè)計(jì)時(shí)采用神經(jīng)控制器調(diào)控附加增益，以降低系統(tǒng)的保守性。
　　 3.非高斯連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)跟蹤控制的研究。利用權(quán)值向量的約束條件，將非高斯連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)跟蹤控制和干擾抑制問題轉(zhuǎn)換成基于H∞優(yōu)化的PID控制問題，解決了系統(tǒng)輸出概率密度函數(shù)跟

4、蹤控制和干擾抑制問題，并在線性矩陣不等式的基礎(chǔ)上，得到H∞優(yōu)化PID控制器存在的條件以及設(shè)計(jì)算法。
　　 4.非高斯連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)故障檢測與診斷的研究。采用有理平方根B樣條逼近建立系統(tǒng)輸出概率密度函數(shù)模型（靜態(tài)模型），利用系統(tǒng)控制輸入和靜態(tài)模型權(quán)值之間的動態(tài)關(guān)系建立系統(tǒng)動態(tài)權(quán)值模型。之后，引入自適應(yīng)參數(shù)，通過參數(shù)的調(diào)整來增強(qiáng)殘差對故障的敏感度，進(jìn)而提出了一種新的非線性自適應(yīng)觀測器故障診斷算法，并對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和收斂性進(jìn)行了分析

5、。
　　 5.非高斯奇異連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)故障檢測與診斷的研究。采用平方根B樣條逼近來建立系統(tǒng)輸出概率密度函數(shù)模型，利用系統(tǒng)控制輸入和靜態(tài)模型權(quán)值之間的動態(tài)關(guān)系建立系統(tǒng)動態(tài)權(quán)值模型。之后，非線性觀測器被設(shè)計(jì)用來檢測和診斷系統(tǒng)的故障，通過在算法中引入可調(diào)參數(shù)，提高了殘差信號對故障的靈敏度，并通過通過線性矩陣不等式給出非高斯奇異連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)穩(wěn)定性條件。
　　 6.非高斯連續(xù)時(shí)滯隨機(jī)分布系統(tǒng)故障檢測與診斷的研究。采用RBF神

6、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近來建立系統(tǒng)輸出概率密度函數(shù)模型，利用系統(tǒng)控制輸入和系統(tǒng)靜態(tài)模型權(quán)值之間的動態(tài)關(guān)系建立系統(tǒng)動態(tài)權(quán)值模型。之后，提出了一種參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整的故障檢測與診斷算法，通過引進(jìn)一個可調(diào)參數(shù)，使殘差信號對故障較為敏感。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，該算法能夠通過自適應(yīng)調(diào)整算法調(diào)整參數(shù)，有效提高了故障的檢測效果。
　　 7.非高斯連續(xù)隨機(jī)分布系統(tǒng)容錯控制的研究。采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近建立系統(tǒng)輸出概率密度函數(shù)模型，利用系統(tǒng)控制輸入和系統(tǒng)靜態(tài)模型權(quán)值之間的

7、動態(tài)關(guān)系建立系統(tǒng)動態(tài)權(quán)值模型。之后，在系統(tǒng)存在故障和擾動的情況下，提出H∞優(yōu)化PID容錯控制算法，以補(bǔ)償或者拒絕故障、衰減擾動，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出概率密度函數(shù)追蹤目標(biāo)概率密度函數(shù)，并確保非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性，從而提高系統(tǒng)容錯控制效果。
　　 總體而言，本論文在非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)控制理論框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合非線性控制、魯棒控制、穩(wěn)定性分析以及故障檢測與診斷等多種理論和技術(shù)，研究了非高斯隨機(jī)分布系統(tǒng)的控制、故障檢測與診斷以及容