容錯(cuò)控制系統(tǒng)故障診斷技術(shù)(已修改)
2025-05-31 10:33 本頁(yè)面
【正文】 第三單元 容錯(cuò)控制系統(tǒng)故障診斷技術(shù) 容錯(cuò)控制系統(tǒng)故障診斷 表決器接 口 單 元旁 路 計(jì) 算機(jī) 系 統(tǒng)飛 行 參 數(shù)傳 感 器接 口 單 元主 計(jì) 算機(jī) 系 統(tǒng)( 1 )2 / 3操縱桿位 置 傳 感 器位 置 傳 感 器位 置 傳 感 器飛 行 數(shù) 傳感 器位 置 傳 感 器 故 障舵 面舵 機(jī) 位 置 傳 感 器 舵 機(jī) 舵 機(jī) 舵 機(jī) 表決器接口單元旁路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)飛行參數(shù)傳感器接口單元主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(2)2/3操縱桿位置傳感器位置傳感器位置傳感器飛行參數(shù)傳感器舵機(jī)舵機(jī)舵機(jī)主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)度故障，切除舵面舵機(jī)位置傳感器表決器接口單元旁路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)飛行參數(shù)傳感器接口單元主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（３）2/3操縱桿位置傳感器位置傳感器位置傳感器飛行參數(shù)傳感器舵機(jī)舵機(jī)舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障舵面舵機(jī)位置傳感器容錯(cuò)控制系統(tǒng)特點(diǎn) ： 軟硬綜合 資源冗余 故障時(shí)序性 故障重構(gòu) 動(dòng)態(tài)控 制性能 1 θ t wt 容錯(cuò)控制系統(tǒng)特點(diǎn) V e r s io n 1 H1 故障檢測(cè)與診斷 ? 故障檢測(cè)（ Fault Detection, FD)： Use available measurement (input/output) to detect any possible fault in the system ? 故障診斷 (Fault Diagnosis):Use the available information (input/output) to find out (estimate) the location and the size of the fault. 容錯(cuò)控制系統(tǒng)的故障診斷方法 ?故障觀測(cè)器法 ?系統(tǒng)辨識(shí)法 ?解析余度法 容錯(cuò)控制系統(tǒng)的故障診斷方法 ?三余度以上通道間 — 比較監(jiān)控 √ ?兩通道 : ? 基于傳感器信號(hào)處理 (頻譜分析、小波分析、多傳感器信息融合等 ) ?基于狀態(tài)估計(jì)模型：故障檢測(cè)濾波器方法、未知輸入觀測(cè)器和卡爾曼濾波器等。 √ ?基于人工智能方法：專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等 √ ?故障閾值 √ ?系統(tǒng)重構(gòu) √ 基于模型的故障診斷 （ 1）獲得可用信息：輸入、輸出、工作變量 故障觀測(cè)器和模型辨識(shí)器 （ 2）運(yùn)用信息找出故障： 故障閾值 （ 3）如果故障發(fā)生，產(chǎn)生報(bào)警或故障切換， 故障重構(gòu) ；如果正常，轉(zhuǎn)向步驟（ 1） 故障檢 測(cè)算法 u(t), y(t), 系統(tǒng)參數(shù) 故障報(bào)警 故障 機(jī)理 u(t), y(t), 系統(tǒng)參數(shù) 故障定位 基于模型的故障診斷 ( t )u ( t )X ( t )Y 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)線性方程 傳感器 ― uXX BA ??? XY C? 控制器 t)e( D ( t )?X? ( t )?X ( t )?Y ― B ?td C 觀測(cè)器 A故障觀測(cè)器 故障觀測(cè)器穩(wěn)定 誤差依故障不同具有方向性 Failure Failure Failure Failure 控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程： 故障觀測(cè)器方程： 狀態(tài)誤差： 輸出誤差： uXX BA ???XY C?XY ?C? ?? ?(t )?(t )DB?A? YYuXX ?????(t )?(t )(t ) XXe ??( t )?( t )( t ) YYE ???第 j個(gè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)故障： 誤差方程為： n ( t )( t )( t ) rjd euu ??n ( t )( t )DCA( t ) jb)e(e ????( t )( t ) CeE ? 00100rj個(gè)元素第 j??????????????????????????e?第 j個(gè)傳感器故障 誤差方程為： n ( t )( t )C( t ) mjeXY ???? ?? ?n ( t )( t )DCA( t )?( t )D( t )B( t )?A( t )B( t )A( t )?( t )( t )jd)e(YYuXuXXXe??????????? ???n ( t )( t )( t )?( t )( t ) mjeCeYYE ???? 00100mj個(gè)元素第 j??????????????????????????e?系統(tǒng)參數(shù)故障： 誤差方程為： nijij (t )a(t )B(t )A(t ) euXX X?????( t )B)(B( t )A)(A( t ) uXX ???????(t )C(t )n(t )f(t )D C)(A(t )eEee??????故障檢測(cè)濾波器設(shè)計(jì) n ( t )f( t )D C )(A( t ) ?
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