鲁棒故障诊断滤波器：不确定离散系统H∞优化设计

本文主要探讨一类不确定离散时间系统的鲁棒故障诊断滤波器优化设计方法。在现代工业控制中，故障诊断滤波器是关键组件，它能够实时监测并识别系统中的异常情况，确保系统的稳定性和可靠性。对于存在模型不确定性和未知输入的离散时间系统，设计一个鲁棒的故障诊断滤波器至关重要。 作者首先提出了一个新的性能指标函数，这个函数旨在衡量滤波器在面对不确定性和故障时的稳健性能。通过该指标，他们将故障诊断滤波器的设计问题转换为H∞优化问题，这是一种在控制理论中广泛应用的数学框架，它寻求在保证系统稳定性的同时，最大化抵抗不确定性和干扰的能力。 H∞优化的核心在于寻找一种滤波器结构和参数设置，使得系统在面对所有可能的模型误差和未知输入变化时，其性能损失（如滤波器的增益或噪声抑制能力）保持在一个可接受的界限内。这种方法强调了对系统鲁棒性的追求，即即使在最恶劣条件下也能维持基本功能。 文中强调了选择合适的后滤波器和观测器增益矩阵的重要性，这两个元素直接影响滤波器的有效性和效率。通过精确调整这些参数，可以找到一个平衡点，既能有效地处理故障信号，又能抑制非故障时的噪声，从而实现故障的准确检测。 此外，文章还提到了共轭内矩阵这一概念，这可能是优化过程中的一个工具或者是一种特定的矩阵操作，它在求解H∞优化问题时起到关键作用，帮助找到最优的滤波器设计。 总结来说，本文的主要贡献是提出了一种有效的方法来解决离散时间系统中鲁棒故障诊断滤波器的优化设计问题，它不仅考虑了系统的不确定性，还通过H∞优化策略保证了在实际运行中的稳健性和性能。这对于提高工业自动化系统的可靠性和安全性具有重要意义。