【正文】 ................................................................ 1 意義及主要應(yīng)用 ................................................................................................... 1 倒立擺系統(tǒng) 研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 2 故障檢測(cè)方法研究的現(xiàn)狀 ............................................................................................. 3 本論文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 ................................................................................. 4 第二章 最優(yōu)故障檢測(cè)方法 ............................................................................. 6 故障靈敏度 ..................................................................................................................... 6 系統(tǒng)描述 ......................................................................................................................... 7 過(guò)程模型 ............................................................................................................... 7 殘差產(chǎn)生器 ........................................................................................................... 7 預(yù)備知 識(shí) ......................................................................................................................... 9 問(wèn)題描述 ......................................................................................................................... 9 兩個(gè)定理 ....................................................................................................................... 10 基于狀態(tài)空間的故障檢測(cè)濾波器 ............................................................................... 13 第三章 倒立擺故障檢 測(cè)系統(tǒng)建模 .............................................................. 16 倒立擺系統(tǒng) ................................................................................................................... 16 倒立擺系統(tǒng)組成 ................................................................................................. 16 四個(gè)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(cè)器 ................................................................................................................. 21 干擾補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)反饋控制器 ............................................................................. 21 極 點(diǎn)配置 ....................................................................................................................... 22 第四章 仿真 ...................................................................................................... 24 SimulinMatlab/ 簡(jiǎn)介 .................................................................................................... 24 Matalb 簡(jiǎn)介 ........................................................................................................ 24 Simulink 簡(jiǎn)介 ...................................................................................................... 24 倒立擺故障檢測(cè)系統(tǒng)仿真 ........................................................................................... 25 倒立擺故障檢測(cè)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù) ......................................................................... 25 Simulink 搭建模型 .............................................................................................. 26 南通大學(xué)杏林 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) IV 仿真結(jié)果 ....................................................................................................................... 26 第五章 總結(jié)和展望 ....................................................................................... 31 總結(jié) ............................................................................................................................... 31 展望 ............................................................................................................................... 31 致謝 ..................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 1 南通大學(xué)杏林 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 第一章 緒論 課題背景及意義 課題背景 站立在二十一世紀(jì)的今天，經(jīng)濟(jì)貿(mào)易全球化、信息流動(dòng)全球化、文化交流全球化和生產(chǎn)制造全球化，無(wú)一不是依 托現(xiàn)在高度發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)，科學(xué)技術(shù)使地球變得越來(lái)越小，現(xiàn)在的地球就像是一個(gè)村落，今天發(fā)生的事情，可能在明天就會(huì)傳遍全球。 鑒于設(shè)備出故障可能帶來(lái)的巨大的不可估計(jì)的后果，因此保證設(shè)備的安全運(yùn)行，消除事故，是十分迫切的問(wèn)題。其主要應(yīng)用于以下幾方面： (1)機(jī)器人 機(jī)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(tái)機(jī)器人問(wèn)世與美國(guó)，到如今也有三十年的歷史，但是機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) —— 機(jī)器人類人類行走控制與檢測(cè)問(wèn)題至今仍未能解 決到讓人滿意的程度。 (4)高空飛行器配套推進(jìn)系統(tǒng) 為防止高空飛行器配套 推進(jìn)系統(tǒng)單級(jí)燃料火箭在發(fā)生變動(dòng)方向時(shí)裂斷而研發(fā)的的柔性多級(jí)燃料火箭， 對(duì)其航飛姿態(tài)的檢測(cè)研究可引入多級(jí)倒立擺作為研究對(duì)象。倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、高度非線性的、不穩(wěn)定的高階系統(tǒng)，是學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代檢測(cè)理論最合適的實(shí)驗(yàn)裝南通大學(xué)杏林 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 置。各種各類新的方法和技術(shù)不斷加入故障檢測(cè)的應(yīng)用的行列中，所以故障檢測(cè)的成果愈來(lái)愈推陳出新，這樣的推陳出新是的自動(dòng)化技術(shù)逐漸走下圣壇，越來(lái)越貼近實(shí)際的工程需求，使得自動(dòng)化更加廣泛的應(yīng)用得到加強(qiáng)。 本質(zhì)上講，故障檢測(cè)是通過(guò)檢測(cè)出故障信號(hào)，并對(duì)之綜合處理，最終得出有關(guān)故障的綜合性評(píng)價(jià)的過(guò)程。故檢測(cè)系統(tǒng)一般由故障檢測(cè)、故障隔離、故障辨識(shí)和故障調(diào)節(jié)等部分組成。 南通大學(xué)杏林 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 ?????????????????????????????????????????????????相關(guān)分析方法頻譜分析法小波變換方法變換類方法等價(jià)空間方法濾波器方法觀測(cè)器方法狀態(tài)估計(jì)方法最小二乘法方法濾波器方法參數(shù)估計(jì)方法知識(shí)觀測(cè)器方法定性仿真方法定性觀測(cè)器方法基于定性模型的方法神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法模式識(shí)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(cè)方法F F T 本論文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 在基本檢測(cè)理論的基礎(chǔ)上，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，并達(dá)到課題要求之內(nèi)。 保證設(shè)備產(chǎn)生最大的冗余度，設(shè)定合理的檢維