基于观测器的鲁棒故障重构设计及直流电动机仿真.pdf

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1、第43卷第6期华北电力大学学报V0l_43．No．62016年11月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityNov．，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．06．11基于观测器的鲁棒故障重构设计及直流电动机仿真聂成磊，RonJ．Patton(1．国家电网北京市电力公司发展策划部，北京100031，2．UniversityofHullEngineeringDepartment，UKHullHU67RX)摘要：提出了一种基于传统观测器设计理念的在线鲁棒系统故障重构的新方法。在观测

2、器的设计过程中引入扰动抑制项，有效地降低了系统中存在的扰动或模型构造中的不确定项对系统故障的重构信号精度的影响。新的故障重构设计方案参数可通过利用线性矩阵不等式(LMIs)方法得出。在具有输入故障及外部扰动存在的前提下。将这种新提出的故障重构的方法与传统故障重构方法在同一直流电动机模型下进行Simulink仿真对比，结果表明，新的设计方法是完全可行的，相对传统故障重构方法具有对系统外部扰动及其他不确定项的强鲁棒性，故障重构信号有更高的精确度，动态性能明显改善。关键词：故障重构；输入故障；鲁棒性；直流电动机中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：100

3、7—2691(2016)06—0068—06Observer．basedRobustFaultEstimationandDCMotorSimulationNIEChenglei，RonJ．Patton(1．StateGridCorporationofChina，DepartmentofDevelopmentandTechnologyofBeijingElectricPowerCompany，Beijing100031，China；2．UniversityofHullEngineeringDepartment，UKHullHU67RX)Abstract：In

4、thispaper，anovelapproachtOon·lineRobustFaultEstimationispresentedwhichisbasedonthedesignconceptofconventionalobserver．Oneanti·disturbanceitemisaddedtotheobserverdesign，whichcaneffectivelyre-ducetheinfluenceofdisturbanceandotheruncertaintyontheaccuracyofthefaultestimatesignals．Then

5、ovelmethoddesignparameterscanbeobtainedbyLinearMatrixInequalities(LMIs)．Simulinksimulatedcomparisonwasdonebe-tweentheproposedestimationmethodandthetraditionaloneunderthecircumstanceofinputfaultandoutsidedisturb-ance．Theresultsverifythefeasibilityoftheproposedmethodwhichenjoysgreat

6、errobustnesstowardsoutsidedisturb—anteandotheruncertaintythanthetraditionalmethod．Andtheproposedmethodhashigheraccuracyofsignalandthedynamicfeaturescanbeimprovedobviously．Keywords：faultestimation；inputfault；robustness；DCmotors技的发展，人类对于系统故障的研究正在急迫性0引言的上升，传统意义的故障诊断并不能提供足够的系统故障信息，从而在

7、系统发生故障后不能及时故障重构的方法是20年前由WangandDaley有效地对故障和其产生原因加以分析，因此故障(1996)⋯提出的，对故障重构的探索最早是从故重构在现今的工业生产中起到越来越重要的角障诊断理论演变而来，而对故障诊断的研究最早色，故障重构直接提供了系统的故障信息如：幅值起源于20世纪70年代。随着现代工业与科大小和故障类型。同时，故障重构可以将多个系统故障信号相互独立并加以区分。众多的优收稿日期：2016—03—05越性使得其吸引了越来越多的学者的研究兴第6期聂成磊，等：基于观测器的鲁棒故障重构设计及直流电动机仿真69趣。知的实数矩阵，(

8、A，曰)，(A，C)满足系统可控制和然而，由于系统中总是存在各种扰