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第一部分 绪论、基本概念与预备知识 1

第1章 绪论 1

1.1 故障诊断技术的基本概念 2

1.2 历史发展和一些相关问题 6

1.3 小结和参考文献 9

第2章 基于观测器FDI框架中的基本思想、主要论题及工具 11

2.1 关于基于观测器的残差生成器框架 11

2.2 未知输入解耦与故障隔离论题 12

2.3 基于观测器FDI框架中的鲁棒性论题 14

2.4 关于奇偶空间FDI框架 15

2.5 残差评价与阈值计算 16

2.6 FDI系统综合与设计 17

2.7 小结和参考文献 17

第3章 技术系统的建模 19

3.1 标称系统的行为描述 20

3.2 互质分解技术 21

3.3 扰动系统的描述 23

3.4 包含模型不确定性的系统模型描述 24

3.5 故障建模 25

3.6 闭环反馈控制系统中的故障建模 28

3.7 基准示例 30

3.8 小结和参考文献 49

第4章 结构的故障可检测性、可隔离性和可辨识性 51

4.1 结构的故障可检测性 51

4.2 激励和充分激励系统 57

4.3 结构的故障可隔离性 58

4.4 结构的故障可辨识性 66

4.5 小结和参考文献 68

第二部分 残差生成 70

第5章 基本的残差生成方法 70

5.1 解析冗余 71

5.2 残差与残差生成器的参数化 74

5.3 残差生成器设计与运用的有关问题 78

5.4 故障检测滤波器 79

5.5 诊断观测器策略 81

5.6 奇偶空间方法 99

5.7 相互联系、比较和注释 105

5.8 小结和参考文献 117

第6章 完美未知输入解耦 119

6.1 问题数学描述 119

6.2 PUIDP的存在条件 121

6.3 频域方法 130

6.4 UIFDF设计 133

6.5 UIDO设计 146

6.6 未知输入奇偶空间方法 160

6.7 替代策略——零矩阵方法 160

6.8 最小阶残差生成器 161

6.9 小结和参考文献 167

第7章 对未知输入具有增强鲁棒性的残差生成 169

7.1 数学和控制理论预备知识 170

7.2 基于Kalman滤波器的残差生成 184

7.3 UI——分布矩阵的逼近 188

7.4 鲁棒性、故障灵敏性和性能指标 194

7.5 奇偶矩阵与向量的最优选择 197

7.6 H∞最优故障辨识策略 213

7.7 残差生成器的H2/H2设计 214

7.8 H2/H2设计与最优选择奇偶向量之间的关系 218

7.9 LMI辅助设计FDF 225

7.10 统一解 248

7.11 一般形式的统一解 254

7.12 小结和参考文献 263

第8章 对模型不确定性具有增强鲁棒性的残差生成 266

8.1 预备知识 267

8.2 模型不确定性变换为未知输入 269

8.3 参考模型策略 271

8.4 凸多面体不确定性系统的残差生成 279

8.5 随机不确定系统的残差生成 286

8.6 小结和参考文献 300

第三部分 残差评价和阈值计算 302

第9章 基于范数的残差评价和阈值计算 302

9.1 预备知识 303

9.2 基本概念 305

9.3 标准评价函数 306

9.4 阈值设定的基本思想和问题构成 309

9.5 Jth,RMS,2的计算 313

9.6 Jth,peak,peak的计算 320

9.7 Jth,peak,2的计算 326

9.8 阈值生成器 332

9.9 小结和参考文献 335

第10章 基于统计法的残差评价和阈值设定 336

10.1 引言 336

10.2 统计方法的基本知识 336

10.3 阈值计算的准则 346

10.4 GLR检验法的应用 350

10.5 小结和参考文献 360

第11章 基于范数与统计法的综合 362

11.1 具有确定性扰动随机系统中的残差评价 362

11.2 随机不确定系统的残差评价策略 371

11.3 概率鲁棒性技术辅助的阈值计算 384

11.4 小结和参考文献 393

第四部分 故障检测、隔离与识别策略 395

第12章 故障检测系统的综合设计 395

12.1 虚警率与故障检测率 396

12.2 给定虚警率的故障可检测性最大化 400

12.3 给定故障检测率的虚警数量最小化 415

12.4 随机系统的应用 427

12.5 小结和参考文献 429

第13章 故障隔离方案 431

13.1 基本知识 432

13.2 频域方法 439

13.3 故障隔离滤波器设计 441

13.4 故障隔离的代数方法 457

13.5 利用残差生成器组的故障隔离 463

13.6 小结和参考文献 471

第14章 故障识别 473

14.1 故障识别滤波器与完美故障识别 474

14.2 具有附加信息的FIF设计 478

14.3 关于最优故障识别问题 481

14.4 对加权矩阵作用的研究 483

14.5 FIF设计方法 489

14.6 小结和参考文献 494

参考文献 496