【正文】 測方法研究的現(xiàn)狀做了說明。 保證設備產(chǎn)生最大的冗余度，設定合理的檢維制度，以便在可接受的范圍內(nèi)，最大限度發(fā)揮設備的 潛力，延長設備使用壽命，降低設備周期維護費用。 南通大學杏林學院畢業(yè)設計 (論文 ) 4 ?????????????????????????????????????????????????相關分析方法頻譜分析法小波變換方法變換類方法等價空間方法濾波器方法觀測器方法狀態(tài)估計方法最小二乘法方法濾波器方法參數(shù)估計方法知識觀測器方法定性仿真方法定性觀測器方法基于定性模型的方法神經(jīng)元網(wǎng)絡方法模式識別方法模糊推理方法專家系統(tǒng)方法基于癥狀的方法故障檢測方法F F T 本論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排 在基本檢測理論的基礎上，最終實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，并達到課題要求之內(nèi)。故檢測系統(tǒng)一般由故障檢測、故障隔離、故障辨識和故障調(diào)節(jié)等部分組成。 本質(zhì)上講，故障檢測是通過檢測出故障信號，并對之綜合處理，最終得出有關故障的綜合性評價的過程。各種各類新的方法和技術不斷加入故障檢測的應用 的行列中，所以故障檢測的成果愈來愈推陳出新，這樣的推陳出新是的自動化技術逐漸走下圣壇，越來越貼近實際的工程需求，使得自動化更加廣泛的應用得到加強。倒立擺系統(tǒng)是一個復雜的、高度非線性的、不穩(wěn)定的高階系統(tǒng)，是學習和研究現(xiàn)代檢測理論最合適的實驗裝南通大學杏林學院畢業(yè)設計 (論文 ) 3 置。 (4)高空飛行器配套推進系統(tǒng) 為防止高空飛行器配套推進系統(tǒng)單級燃料火箭在發(fā)生變動方向時裂斷而研發(fā)的的柔性多級燃料火箭， 對其航飛姿態(tài)的檢測研究可引入多級倒立擺作為研究對象。其主要應用于以下幾方面： (1)機器人 機器人類人類站立與行走是雙倒立擺的近似系統(tǒng)，雖然從第一臺機器人問世與美國，到如今也有三十年的歷史，但是機器人的關鍵技術 —— 機器人類人類行走控制與檢測問題至今仍未能解決到讓人滿意的程度。 鑒于設備出故障可能帶來的巨大的不可估計的后果，因 此保證設備的安全運行，消除事故，是十分迫切的問題。 關鍵詞 ： 倒立擺，最優(yōu)故障檢測，故障靈敏度，極點配置 南通大學杏林學院畢業(yè)設計 (論文 ) II ABSTRACT Inverted pendulum system and biped robot, rocket, detection systems and various types of servo systems are very similar, therefore, observer based optimal fault detection design of r inverted pendulum system is of great significance. The core of the optimal fault detection is to make a trade off between fault sensitivity and robustness of model uncertainty. First, the optimal fault detection method is conducted indepth and the design prerequisite is determined. Then, according to the mechanism of inverted pendulum system, the open loop model is established. Furthermore, due to the instability of the system, pole placement method is employed to make the system stable. Finally, simulation is used to determine the correctness and accuracy of the model, and the effectiveness of the observerbased optimal fault detection method is verified. Key words: inverted pendulum, optimal fault detection, fault sensitivity, pole placement 南通大學杏林學院畢業(yè)設計 (論文 ) III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................... I ABSTRACT .....................................................................................................II 第一章 緒論 .................................................................................................. 1 課題背景及意義 ............................................................................................................. 1 課題背景 ............................................................................................................... 1 意義及主要應用 ................................................................................................... 1 倒立擺系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 2 故障檢測方法研究的現(xiàn)狀 ............................................................................................. 3 本論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排 ................................................................................. 4 第二章 最優(yōu)故障檢測方法 .......................................................................... 6 故障靈敏度 ..................................................................................................................... 6 系統(tǒng)描述 ......................................................................................................................... 7 過程模型 ............................................................................................................... 7 殘差產(chǎn)生器 ........................................................................................................... 7 預備知識 ......................................................................................................................... 9 問題描述 ......................................................................................................................... 9 兩個定理 ....................................................................................................................... 10 基于狀態(tài)空間的故障檢測濾波器 ............................................................................... 13 第三章 倒立擺故障檢測系統(tǒng)建模 ............................................................ 16 倒立擺系統(tǒng) ................................................................................................................... 16 倒立擺系統(tǒng)組成 ................................................................................................. 16 四個多變量 ......................................................................................................... 17 非線性系統(tǒng)模型 ........................................................................................................... 17 模擬系統(tǒng) ....................................................................................................................... 18 LCF 的一般模型 ........................................................................................................... 19 模型不定量 ......................................................................................................... 20 模擬故障 ............................................................................................................. 20 閉環(huán)模型 ....................................................................................................................... 21 觀測器 ................................................................................................................. 21 干擾補償?shù)臓顟B(tài)反饋控制器 ............................................................................. 21 極點配置 ....................................................................................................................... 22 第四章 仿真 ............