基于滑模理论的故障检测与容错控制2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

基于滑模理论的故障检测与容错控制PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 引言1

1.1容错控制系统的研究目的2

1.2容错控制（FTC）和故障检测与隔离（FDI）的滑动模型4

第2章 容错控制和故障检测与隔离5

2.1故障和失效定义5

2.2容错控制概述7

2.3冗余控制9

2.4容错控制11

2.4.1自适应控制11

2.4.2模型转换或合成12

2.4.3预测13

2.4.4控制信号再分配13

2.4.5鲁棒控制（？∞控制）15

2.5故障检测与隔离16

2.5.1基于残差的FDI16

2.5.2故障识别和重构17

2.5.3参数估计18

2.5.4非基于模型的FDI（智能FDI）19

2.6小结19

第3章 一阶滑模概念20

3.1滑模理论简介20

3.1.1规范形式20

3.1.2滑模特性22

3.2简单实例：单摆23

3.2.1仿真与结果25

3.2.2实用控制法则25

3.3单位向量法28

3.3.1闭环系统的稳定性分析29

3.3.2单位向量伪滑动项30

3.4滑动面设计31

3.4.1二次最小化31

3.5跟踪控制器设计32

3.5.1积分作用法32

3.5.2模型参考法35

3.6容错控制滑动模型37

3.7小结38

3.8注释和参考文献38

第4章 故障检测滑模观测器39

4.1滑模观测器简介39

4.2Utkin观测器39

4.2.1滑动运动的特性41

4.2.2实例42

4.2.3抗扰性能45

4.2.4平滑其间断性的伪滑模控制47

4.2.5插入线性项的修正48

4.3故障重构Edwards-Spurgeon观测器50

4.3.1观测器构想及稳定性分析51

4.3.2执行器故障重构54

4.4线性矩阵不等式（LMI）设计方法55

4.4.1软件实现56

4.5采用滑模观测器的鲁棒故障重构57

4.5.1鲁棒执行器故障重构60

4.5.2实例：垂直起降飞机模型64

4.6观测器变型65

4.7与UIO（线性未知输入观测器）的比较66

4.7.1基于起重系统的比较研究71

4.8小结75

4.9注释与参考文献75

第5章 采用观测器串联的鲁棒故障重构76

5.1观测器串联方案简介76

5.2鲁棒故障重构方案76

5.2.1设计算法77

5.3重构条件87

5.3.1总体坐标变换87

5.3.2定理5.2的证明92

5.3.3降阶滑模的稳定性94

5.4设计实例97

5.4.1观测器设计98

5.4.2仿真结果100

5.5小结102

5.6注释与参考文献102

第6章 传感器故障重构103

6.1传感器故障重构简介103

6.2传感器故障重构方案103

6.2.1重构准备103

6.2.2稳态条件下的故障重构104

6.2.3动态传感器故障重构105

6.2.4不稳定系统的故障重构108

6.3鲁棒传感器故障重构117

6.3.1实例119

6.4非最小相位系统中的故障重构121

6.4.1主要结果124

6.4.2实例129

6.5小结134

6.6注释与参考文献134

第7章 案例研究：传感器故障重构方案的实现135

7.1起重系统中的应用135

7.1.1起重系统的建模136

7.1.2实现137

7.2直流电动机中的应用140

7.2.1准备工作141

7.2.2关于电动机设置的说明142

7.2.3建模142

7.2.4观测器设计144

7.2.5实现144

7.2.6结果145

7.3小结149

7.4注释与参考文献149

第8章 自适应滑模容错控制150

8.1自适应滑模容错控制简介150

8.2执行器容错控制150

8.2.1滑模控制器设计152

8.2.2滑模超平面设计157

8.3仿真结果159

8.3.1无故障仿真160

8.3.2有效性增益的变化161

8.3.3升降舵总体失效仿真162

8.3.4骤风条件下的升降舵总体失效164

8.3.5有效性和升降舵失效的综合损失165

8.4传感器容错控制168

8.4.1准备工作168

8.4.2闭环分析170

8.5B747的鲁棒传感器故障重构173

8.6传感器容错控制仿真结果174

8.6.1无故障仿真174

8.6.2故障仿真：FDI关闭176

8.6.3故障仿真：FDI开启176

8.6.4噪声条件下传感器故障仿真177

8.6.5阈值选择178

8.7小结178

8.8注释与参考文献178

第9章 基于在线控制分配的容错控制180

9.1简介180

9.2控制器设计180

9.2.1问题描述181

9.2.2稳定性分析185

9.2.3滑模控制法则186

9.3不完善故障重构的影响分析187

9.4滑模设计问题190

9.5 ADMIRE仿真191

9.5.1控制器设计191

9.5.2利用观测器估计执行器故障193

9.5.3 ADMIRE：仿真结果194

9.6小结197

9.7注释与参考文献197

第10章 模型参考滑模容错控制198

10.1模型参考滑模容错控制简介198

10.2在线控制分配199

10.2.1稳定性分析202

10.2.2滑模控制准则203

10.3固定控制分配206

10.3.1滑模控制准则208

10.4自适应参考模型211

10.5 ADMIRE仿真：在线控制分配211

10.5.1控制器设计211

10.5.2采用最小二乘法进行执行器故障估计213

10.5.3仿真结果213

10.6 ADMIRE仿真：固定控制分配215

10.6.1控制器设计215

10.6.2仿真结果215

10.7小结217

10.8注释与参考文献217

第11章SIMONA实现结果219

11.1简介219

11.2试验设备（SIMONA）219

11.2.1 SIMONA仿真器219

11.2.2基准V2.2-FTLAB747 V6.5/7.1/2006b220

11.3控制器设计221

11.3.1横向控制器设计223

11.3.2纵向控制器设计224

11.4 SIMONA实现224

11.5应用结果分析226

11.5.1无故障响应226

11.5.2执行器有效性水平226

11.5.3水平稳定翼失稳226

11.5.4升降舵偏移阻塞229

11.5.5副翼偏移阻塞229

11.5.6方向舵脱离229

11.5.7方向舵失控229

11.6小结234

11.7注释与参考文献234

第12章 案例分析：ELAL Bijlmermeer事件235

12.1简介235

12.2 ELAL 1862事件235

12.3 ELAL 1862飞机损伤分析238

12.3.1 ELAL 1862飞机可控性和性能239

12.4控制器设计241

12.4.1横向控制器设计242

12.4.2纵向控制器设计243

12.5 SIMONA实现245

12.5.1 ILS（仪表着陆系统）着陆245

12.6飞行员操作的SIMONA仿真结果247

12.6.1经典控制器248

12.6.2 SMC控制器251

12.7小结255

12.8注释与参考文献256

第13章 结束语257

参考文献258