控制与决策

作者：代学武,郑志达,高莺,崔东亮,赵宏涛

单位：东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,沈阳110004,,东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,沈阳110004,,中国铁道科学研究院, 北京100081,,东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,沈阳110004,,中国铁道科学研究院, 北京100081,

关键词：动态观测器;零极点优化;故障检测;网络控制系统

基金：国家自然科学基金项目(61773111,61790574,U1834211)；国家铁路智能运输系统工程技术研究中心开放课题(2018YJ187).

针对网络化控制系统中在有限频扰动和噪声下的传感器故障检测问题,构建一种新型的观测器结构:动态观测器.利用动态观测器零点可配置这一新特性,提出零点和极点联合优化配置的故障检测方法.所提出的动态观测器是在传统比例积分观测器的基础上扩展而成,更具一般性,具有零点可配置的特点,能够克服传统观测器零点是固定的限制.将动态观测器的零点配置到有限频率测量扰动信号和网络传输延时等外部扰动的特征频谱处,利用零点的特性更好地衰减扰动对残差的影响.给出观测器故障检测的综合性能指标,结合$H_2/H_\infty$优化方法优化动态观测器极点.最后以网络化两轮自平衡机器人的模型为例,比较动态观测器、比例积分观测器、比例观测器的故障检测效果.仿真结果验证了所提动态观测器故障检测方法的优势和有效性.

来源：2021年第6期

《控制与决策》期刊编辑部

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