自适应调节非线性系统执行器故障检测与隔离

"该文提出了一种针对非线性系统执行器故障检测和隔离的方法，主要特点是采用自适应调节律的观测器设计，能够处理受到外部干扰的系统。通过引入Lipschitz非线性项的自适应调节，观测器无需预先知道Lipschitz常数，增强了其适应性。同时，利用滑模控制对抗干扰，确保观测器的鲁棒性。基于多观测器的思想，文中提出了故障检测和隔离的策略，并通过七阶飞行器模型的仿真验证了方法的有效性。该研究受国家自然科学基金项目支持。" 本文是关于非线性控制系统领域的一篇学术论文，主要关注的是执行器故障的检测和隔离问题。在非线性系统中，由于系统的复杂性和外部干扰的存在，执行器可能出现各种故障，这些故障可能对系统的性能和稳定性造成严重影响。为了应对这个问题，作者提出了一个基于自适应观测器的解决方案。 首先，文章介绍了一个自适应调节律，用于处理Lipschitz非线性项。Lipschitz常数通常用来描述非线性函数的增长速率，但在实际应用中，这个常数往往难以准确获取。通过引入自适应调节项，观测器可以动态调整自身参数以适应Lipschitz非线性的变化，从而避免了需要预先知道Lipschitz常数的具体值，提高了观测器的设计灵活性。 其次，为了增强观测器的鲁棒性，作者引入了滑模控制理论。滑模控制是一种能有效抑制不确定性和干扰的控制策略，通过设计控制输入，使得系统状态能在有限时间内滑向预设的“滑动表面”，从而实现对干扰的抑制。结合自适应观测器，系统能够更好地应对未知扰动。 进一步，文章结合多观测器的概念，提出了执行器故障的检测和隔离方法。多观测器策略允许系统从不同角度或通道来监测状态，当某个执行器出现故障时，可以通过比较不同观测器的输出差异来定位故障源，实现故障的精确隔离。 最后，通过一个七阶飞行器模型的仿真案例，作者展示了所提方法的实际应用价值。仿真结果证实了该方法在处理执行器故障时的性能，表明这种方法对于提高非线性系统的故障容错能力具有显著效果。 这篇论文提出的自适应观测器和滑模控制相结合的执行器故障检测与隔离方法，为非线性系统的故障诊断提供了一种新的、实用的解决方案，对于实际工程应用具有重要的理论和实践意义。