【正文】 ....................................................................................... 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 本論文主要研究內(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 過程模型 ............................................................................................................... 7 殘差產(chǎn)生器 ........................................................................................................... 7 預(yù)備知識(shí) ......................................................................................................................... 9 問題描述 ......................................................................................................................... 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/ 簡介 .................................................................................................... 24 Matalb 簡介 ........................................................................................................ 24 Simulink 簡介 ...................................................................................................... 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。然后，針對(duì)倒立擺系統(tǒng)建立其機(jī)理模型。 在現(xiàn)實(shí)社會(huì)和日常生產(chǎn)生活中，由于各類場(chǎng)所的需要，加快對(duì)故障的反應(yīng)速度和檢測(cè)的準(zhǔn)確度，以及對(duì)故障的快速修復(fù)能力，人類大量在機(jī)器人、高空飛行器及配套火箭推進(jìn)系統(tǒng)、衛(wèi)星及相關(guān)功能的故障檢測(cè)上投入大量人力物力進(jìn)行實(shí)踐研究，以期望能得到最佳效果，而其中，倒立擺研究是眾多研究人員所喜愛的。 倒立擺系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 現(xiàn)如今一系列關(guān) 于倒立擺的研究主要集中在亞洲，如中國的北京師范大學(xué)、等；韓國的釜山大學(xué)等，此外，俄羅斯的圣彼得堡大學(xué)、美國的東佛羅里達(dá)大學(xué)、俄羅斯科學(xué)院、波蘭的波茲南技術(shù)大學(xué)、意大利的佛羅倫薩大學(xué)也對(duì)這個(gè)領(lǐng)域有持續(xù)的研究。故障檢測(cè)的研究的領(lǐng)域，就是使工程檢測(cè)監(jiān)控能力強(qiáng)大化和復(fù)雜精細(xì)系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化研究的重要領(lǐng)域。判別故障檢測(cè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要有：故障檢測(cè)的及時(shí)性、故障檢測(cè)的靈敏度、故障的誤報(bào)率和漏報(bào)率和故障檢測(cè)系統(tǒng)的魯棒性等。 通過檢測(cè)監(jiān)視、故障分析等，在設(shè)備結(jié)構(gòu)修改、優(yōu)化設(shè)計(jì)合理制造及生產(chǎn)過南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 程方面，能夠提供數(shù)據(jù)和信息，最終達(dá)到故障檢測(cè)的要求。第四章是對(duì)模型的仿真，利用 SimulinkMa tlab/搭建模型，并得到仿真結(jié)果。實(shí)際目的是找出合適的故障檢測(cè)系統(tǒng)，所以： ??? ?? ( m in )最小定性模型的不 確 ( m a x )最大度故障 靈 障 也可表示為： ( m in )最小度故障 靈 障 定性模型的不 確].[ ?A 或者 ( m i n )最小度故障 靈 障定性模型的不 確].[ ??B 這樣實(shí)際問題就得到了簡化，從而形成了解決問題的 ][A 、 ][B 簡化方案。 至此，一個(gè)描述故障檢測(cè)模型的前期工作完成了，此模型 是一個(gè)極好解決的干擾解耦問題的成果。 ),( DCBA 表示系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，其傳遞函數(shù)矩陣為 BAsICDG s 1)( ???? 。 作出如下假設(shè)： .1A ),( AC 是檢測(cè)的值。此外，并不是每一個(gè)優(yōu)化解決方案，解決了特定的優(yōu)化問題之后，也可以適用于解決其他的優(yōu)化問題。 基于狀態(tài)空間的故障檢測(cè)濾波器 故障檢測(cè)濾波器的動(dòng)態(tài)方程 ))()(()()()(. tytyLtButxAtx ??? ???? () ))()()(())()(()( tDutxCtyVtytyVtr ????? ??