区间观测器在非线性系统执行器故障检测中的应用

"基于区间观测器的执行器故障检测" 在控制系统中，执行器故障检测是一项至关重要的任务，它能够及时发现并隔离系统中可能出现的问题，从而保障系统的稳定性和可靠性。这篇名为“基于区间观测器的执行器故障检测”的研究论文探讨了一种针对含有未知非线性函数（包括系统不确定性、外部干扰）的非线性系统的故障检测方法。作者郭胜辉和朱芳来分别来自同济大学和苏州科技学院的电子与信息工程学院。 文章的核心在于提出了一种基于区间观测器的故障检测策略。区间观测器是一种特殊的估计器，它可以提供系统状态的上下界估计，从而帮助识别系统中的异常行为。在该研究中，研究人员首先假设执行器没有发生故障，然后利用未知非线性函数的上下界信息设计了两种不同的区间观测器。这两种观测器的设计考虑了系统中可能存在的不确定性和外部干扰，使得它们能够在这些复杂条件下仍然能有效地估算系统状态。 接下来，通过比较区间观测器的输出与系统实际输出之间的差异，即残差，可以构建一个用于检测执行器故障的指标。如果这个残差超出预设的阈值，那么就可能表明执行器存在故障。这种基于残差的方法能够有效地检测到执行器的异常，因为它依赖于系统状态的实际测量和估计之间的对比。 为了验证所提方法的有效性，研究者进行了两个仿真案例。这些案例展示了在不同情况下，提出的区间观测器如何准确地检测出执行器故障，从而证实了该方法的正确性和实用性。这些仿真结果为理论分析提供了有力的支撑，也为其在实际系统中的应用打下了基础。 总结起来，这篇文章介绍了一种新的基于区间观测器的故障检测技术，适用于存在未知非线性函数和执行器故障的非线性系统。这种方法能够有效应对系统不确定性及外部干扰，通过精确的观测器设计和残差分析，提高了故障检测的准确性和鲁棒性。这对于保障复杂系统安全运行，特别是对于那些要求高可靠性的工业控制和自动化系统，具有重要的理论和实践价值。