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潜艇控制系统的故障诊断与主动容错控制的集成设计
| 论文题名： | 潜艇控制系统的故障诊断与主动容错控制的集成设计 |
| 关键词： | 潜艇;控制系统;容错技术;故障诊断;集成设计 |
| 摘要： | 潜艇是展示国家军事实力的一个重要法宝，在现代和未来的海战中有着举足轻重的作用。软件漏洞问题、线路意外故障、人为恶意损毁、器件容易老化、操作有误以及外界不可避免的灾害等原因都会导致潜艇控制系统发生故障。因此在考虑控制器的设计时必需将执行器故障因素考虑进去这样得到的控制器才能有效应对潜艇不可预知的故障情况。本文以潜艇垂直面运动模型作为研究的控制系统，提出了两种集成故障诊断与容错控制设计方案。其中，故障诊断技术中采用结合观测器与自适应参数跟踪的基于模型的故障诊断方法，在容错控制技术中采用的是解析容错控制下的主动容错控制。本文的研究成果如下: 首先，研究了故障诊断与自适应H∞状态反馈容错控制的集成设计方法。先设计一个未知干扰输入的状态观测器，然后对外界干扰输入和首尾舵故障进行解耦，解耦后得到仅含首尾舵故障参数的方程并得到相应的矩阵值，根据解耦结果选取适当的自适应跟踪律来完成首尾舵故障参数估计，最后再根据得到的首尾舵故障估计参数设计集成故障诊断和自适应H∞状态反馈容错控制的控制器。 其次，研究了故障诊断与自适应H∞动态输出反馈容错控制的集成设计方法。对未知干扰输入的观测器做了改进，保证了对外界干扰输入和首尾舵故障进行解耦后首尾舵的故障系数不为零，然后根据首尾舵故障参数设计了自适应律，进而设计了集成故障诊断和自适应H∞动态输出反馈容错控制的控制器。 最后，将上述的两种集成故障诊断与容错控制设计方案应用在潜艇垂直面运动模型上，仿真实验结果验证了这两种方法在潜艇的纵倾角控制和深度控制上的有效性。 |
| 作者： | 王菲 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 余臻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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