1、動態(tài)系統(tǒng)的安全性和可靠性越來越多地受到人們的重視,這些要求不僅局限于核反應(yīng)堆、化工過程和航天、航空飛行器等安全性要求高的大型工業(yè)生產(chǎn)和軍用系統(tǒng),而且已經(jīng)擴展到諸如車輛控制、人工智能機器人等新型系統(tǒng)。有效的故障診斷與容錯控制技術(shù)能夠為現(xiàn)代控制系統(tǒng)長壽命、可靠運行提供有力保障。因此,深入研宄故障診斷與容錯控制技術(shù),具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　目前,基于機理建模的故障診斷與容錯控制系統(tǒng)設(shè)計理論已經(jīng)比較完善,但是將實際系統(tǒng)抽象

2、為機理模型并且確定模型參數(shù)仍然需要工程師花費大量的時間與精力。另一方面,實際系統(tǒng)存在大量離線和在線的輸入、輸出數(shù)據(jù),這啟發(fā)人們思考如何使用數(shù)據(jù)取代機理模型,設(shè)計故障診斷與容錯控制系統(tǒng)。
　　本論文針對離散線性時不變系統(tǒng),從理論上深入研宄數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷與容錯控制系統(tǒng)設(shè)計方法,主要內(nèi)容如下:
　　針對離散線性時不變系統(tǒng),提出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的魯棒故障診斷系統(tǒng)設(shè)計方法。該方法基于離線數(shù)據(jù)辨識等價空間,根據(jù)H2性能指標(biāo),分別針對傳感

3、器和執(zhí)行器故障,設(shè)計魯棒故障檢測、降階魯棒故障檢測、魯棒故障隔離和魯棒故障識別的殘差生成器。與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計方法相比,本文方法設(shè)計的殘差信號對故障靈敏度高,對干擾魯棒性強,提高了故障診斷系統(tǒng)的有效性。
　　針對離散線性時不變系統(tǒng),提出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的參數(shù)化控制器設(shè)計方法。該方法基于已辨識的等價空間,在數(shù)據(jù)驅(qū)動的殘差生成器基礎(chǔ)上,設(shè)計數(shù)據(jù)驅(qū)動的擴展內(nèi)模控制器;在降階等價空間設(shè)計算法基礎(chǔ)上,設(shè)計SISO系統(tǒng)的Youla

4、參數(shù)化控制器;在全狀態(tài)觀測器基礎(chǔ)上,進一步設(shè)計MIMO系統(tǒng)的Youla參數(shù)化控制器,實現(xiàn)基本的控制性能。
　　針對Youla參數(shù)化控制器,提出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的控制器優(yōu)化方法,殘差整定法(RbT)。該方法利用殘差數(shù)據(jù)估計二次性能指標(biāo)的梯度值,采用梯度下降法整定Youla參數(shù),實現(xiàn)擾動抑制。本文理論上給出RbT算法的收斂性條件、全局最優(yōu)條件和精度分析,工程上設(shè)計擴展RbT(ERbT)算法,在線優(yōu)化控制器參數(shù)。
　　針對二自由度的Y