不确定离散时间系统鲁棒故障诊断滤波器优化设计

"该资源是一篇发表在2003年《控制与决策》第18卷第5期上的学术论文，由钟麦英、DING Steven XZ、汤兵勇和黄小原共同撰写。文章主要探讨了线性不确定离散时间系统的鲁棒故障诊断滤波器的优化设计方法，提出了一种新的性能指标函数，将问题转化为H∞优化问题，以解决模型误差和未知输入带来的不确定性问题。" 本文针对线性不确定离散时间系统，深入研究了鲁棒故障诊断滤波器的设计策略。在故障诊断领域，滤波器扮演着至关重要的角色，它能够有效识别和隔离系统中的故障。传统的滤波器设计可能无法应对模型不确定性以及未知输入带来的挑战，而这篇论文提供了一个新的解决方案。 首先，作者提出了一种创新的性能指标函数，这一函数考虑了系统的不确定性和故障检测的效率。性能指标的选择是设计鲁棒滤波器的关键，因为它直接影响到滤波器对系统状态估计的精度和对不确定性的抵抗能力。 接着，论文将不确定离散时间系统的故障诊断滤波器设计问题转化为一个H∞优化问题。H∞优化是一种广泛应用于控制系统设计的方法，其目标是在保证系统稳定性的同时最小化某种性能指标（通常是输入到输出的L2范数），从而达到对不确定性和干扰的抑制。 在转化后的H∞优化问题中，通过选择合适的后滤波器和观测器增益矩阵，可以找到最优解，确保滤波器不仅能够准确地估计系统状态，还能在存在未知输入和模型不确定性的情况下保持鲁棒性。这种设计方法提高了故障诊断滤波器的适应性和鲁棒性，对于实际工程应用具有重要意义。 此外，文章还可能涉及矩阵理论、控制理论的基础概念，如状态空间模型、Lyapunov稳定性分析以及滤波器理论等。论文的贡献在于提供了一种新的优化方法，以解决实际系统中常见的不确定性和未知输入问题，对控制系统的故障诊断和健康管理提供了理论支持。 这篇2003年的研究论文在不确定离散时间系统鲁棒滤波器设计领域做出了重要贡献，对于理解和改进这类系统中的故障检测和诊断技术具有深远影响。通过采用H∞优化策略，论文为工程实践提供了更加稳健和高效的滤波器设计方案。