第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 基于模型鲁棒故障诊断方法简述 2
1.2.1 未知输入观测器方法 3
1.2.2 等价空间方法 3
1.2.3 鲁棒H∞故障检测方法 4
1.2.4 参数故障估计方法 5
1.3 Markov跳跃系统鲁棒故障检测技术发展现状 5
1.4 卫星姿态控制系统故障诊断技术发展现状 6
1.4.1 星上自主故障诊断 7
1.4.2 地面监测与诊断系统 9
1.4.3 基于安全模式的地面诊断 10
参考文献 11
第2章 鲁棒H∞故障检测的基本方法 16
2.1 引言 16
2.2 基于Hi/H∞优化的故障检测方法 17
2.2.1 连续时间系统 17
2.2.2 离散时间系统［15］ 20
2.3 基于H∞滤波的故障检测方法［4］ 22
2.4 奇异系统H∞故障检测方法［16］ 23
2.4.1 问题描述 23
2.4.2 鲁棒H∞-FDF设计 25
2.4.3 仿真算例 28
2.5 小结 30
参考文献 30
第3章 模型不确定连续时间系统鲁棒H∞故障检测 32
3.1 引言 32
3.2 范数有界模型不确定系统鲁棒H∞故障检测 33
3.2.1 问题描述 33
3.2.2 鲁棒FDF的H∞模型匹配设计思想 35
3.2.3 主要结论 35
3.2.4 自适应阈值设计 38
3.2.5 仿真算例 39
3.3 基于观测器的参数故障检测 40
3.3.1 问题描述 40
3.3.2 主要结论 43
3.3.3 仿真算例 44
3.4 小结 49
参考文献 49
第4章 模型不确定离散时间系统鲁棒H∞故障检测 51
4.1 引言 51
4.2 Polytopic型不确定系统 51
4.2.1 问题描述 51
4.2.2 鲁棒H∞-FDF设计 53
4.2.3 残差评价 59
4.2.4 仿真算例 60
4.3 随机乘性不确定离散时间系统 65
4.3.1 问题描述 65
4.3.2 鲁棒H∞-FDF设计 70
4.3.3 残差评价 74
4.3.4 仿真算例 76
4.4 小结 79
参考文献 80
第5章 线性离散时变系统鲁棒H∞故障检测 81
5.1 引言 81
5.2 乘性不确定性LDTV系统 82
5.2.1 问题描述 82
5.2.2 H∞性能指标分析 83
5.2.3 H∞-FDF设计 91
5.2.4 仿真算例 94
5.3 多步测量数据丢包LDTV系统 96
5.3.1 问题描述 96
5.3.2 鲁棒H∞-FDF设计 98
5.3.3 仿真算例 102
5.4 多路测量数据丢包LDTV系统 104
5.4.1 问题描述 104
5.4.2 鲁棒H∞-FDF设计 106
5.4.3 仿真算例 109
5.5 小结 110
参考文献 110
第6章 连续时间Markov跳跃系统鲁棒故障检测 112
6.1 引言 112
6.2 两目标优化鲁棒故障检测 112
6.2.1 问题描述 112
6.2.2 均方稳定鲁棒FDF设计 114
6.3 基于自适应观测器的鲁棒故障检测 119
6.3.1 问题描述 119
6.3.2 自适应FDF设计 121
6.3.3 残差评价 123
6.3.4 仿真算例 123
6.4 Polytopic型不确定Markov跳跃系统 127
6.4.1 问题描述 127
6.4.2 鲁棒H∞-FDF设计 129
6.4.3 仿真算例 135
6.5 奇异Markov跳跃系统 141
6.5.1 问题描述 141
6.5.2 鲁棒H∞-FDF设计 143
6.5.3 残差评价 148
6.5.4 仿真算例 149
6.6 小结 154
参考文献 154
第7章 离散时间Markov跳跃系统鲁棒故障检测 157
7.1 引言 157
7.2 两目标优化鲁棒故障检测 158
7.2.1 问题描述 158
7.2.2 均方稳定鲁棒FDF设计 160
7.2.3 仿真算例 164
7.3 基于Hi/H∞优化的鲁棒故障检测 165
7.3.1 问题描述 165
7.3.2 基于Hi/H∞优化的FDF设计 167
7.3.3 仿真算例 172
7.4 基于随机H∞滤波的鲁棒故障检测 174
7.4.1 问题描述 174
7.4.2 鲁棒H∞-FDF设计 176
7.4.3 仿真算例 180
7.5 非线性摄动Markov跳跃系统 182
7.5.1 问题描述 182
7.5.2 鲁棒H∞-FDF设计 184
7.5.3 仿真算例 194
7.6 小结 196
参考文献 197
第8章 卫星姿态控制系统及故障特性 199
8.1 引言 199
8.2 系统组成与常见故障模式 200
8.3 故障建模与传播特性 204
8.3.1 故障建模 204
8.3.2 执行机构故障 206
8.3.3 敏感器故障 209
8.4 闭环系统故障可检测性 216
8.4.1 基本概念 216
8.4.2 故障检测与隔离条件 218
8.5 小结 223
参考文献 223
第9章 基于双观测器的闭环系统故障诊断 225
9.1 引言 225
9.2 问题描述 226
9.3 输入与输出型故障分离 229
9.3.1 敏感器故障与执行机构故障分离 230
9.3.2 敏感器故障与模型参数变化隔离 233
9.3.3 故障分离条件 233
9.4 故障定位 243
9.4.1 敏感器故障定位 243
9.4.2 执行机构故障定位 245
9.4.3 模型参数误差的定位 247
9.5 闭环系统输入型与输出型故障的隔离 248
9.5.1 故障隔离原理 248
9.5.2 故障隔离条件 251
9.6 小结 252
参考文献 253
第10章 卫星姿态控制系统故障诊断应用研究 254
10.1 引言 254
10.2 诊断对象描述 255
10.3 红外地球敏感器、太阳敏感器与陀螺联合故障诊断 257
10.3.1 诊断对象模型 257
10.3.2 惯性敏感器和光学敏感器的故障隔离 262
10.3.3 地球敏感器的故障隔离 264
10.3.4 滚动和偏航陀螺的故障隔离 265
10.3.5 仿真实例 269
10.4 红外地球敏感器与陀螺联合故障诊断 279
10.4.1 诊断对象模型 279
10.4.2 诊断方法设计 281
10.4.3 仿真实例 286
10.5 星敏感器与陀螺联合故障诊断 290
10.5.1 诊断方法设计 290
10.5.2 仿真实例 292
10.6 敏感器与执行机构联合诊断 294
10.6.1 诊断对象模型 294
10.6.2 诊断方法设计 294
10.6.3 仿真实例 295
10.7 小结 302
参考文献 302