电液伺服系统中非线性观察器的故障检测技术中文版--外文翻译.doc

PAGE 12 电液伺服系统中非线性观察器的故障检测技术 H. Khan a， Seraphin C. Abou b， *， N. Sepehri c 加拿大航天局，蒙特利尔，加拿大机械工程， E′ cole de technologie supe′rieure， 1100年Notre-Darme的b部门Ouest， Montreal，加拿大H3C 1K3 机械和制造业工程学，马尼托巴，加拿大大学的c部门 Accepted 2005年5月31日 摘要 本文的目的是用非线性观察器在实验评价中评价电液伺服的系统出现的故障。 在大体上, 一种故障被定义为特定部位中不被注意的偏离,避免一个不需要达到的目的，而且导致全部的系统出现反常的情况。 以非线性观察为原则, 结合沃尔德的序贯临床试验,提出了故障检测.。输入和输出变量控制信号和执行器线速分别促进故障检测的进程。观察的性能和故障检测技术都可以引导模拟研究。 系统和传感器故障的变化被体积弹性模量模拟。非线性观测的有效期在压力不正确的供应和传感器故障模拟和试验中被证实。结果显示，故障可以迅速被检测。 整体来说，提出的计划证实了预言。 1. 简介 液压系统使用在大多数重物的操作或大力的施加中。例如，拿放机器人，飞机进驻控制面，飞行模拟器，装载机。由其种类繁多，但是液压系统的运行效率始终是非常重要的。在这种高度的非线性系统中它也需要有一个可靠的状态监测程序，在这种高度的非线性系统中故障经常发生。 几种类型的故障,可以发生在液压动力系统。在泵压力的下降的情况下, 可能导致驱动器应承担相当的负荷。在航空航天应用中，当飞行控制面所感动的液压驱动器发生故障，有可能导致灾难性的后果。另一种常见的来源是断层泄漏和补给线。液压驱动器可出现两种不同类型的泄漏: 活塞密封的泄漏(或内部泄漏)与轴外泄漏(或外部泄漏)。如果受到冲击，液体的泄漏可能导致系统压力的大幅度下降，最终使液压系统停止运作。液压系统中空气和水的污染共同构成他的第三个故障。被困在该系统的空气将大大减少了有效体积模的流体。同样的，其中的水增加的体积弹性模量在该系统将显现出来。这影响整个系统的自然频率，对整个系统的性能产生严重的影响。整个故障检测过程包含以下两个步骤: (一)用状态估计残值，(二) 通过决策逻辑评价残值。 在过去十年，在开发故障检测和隔离(FDI)系统上已进行大量的工作。一份详细的调查显示艾斯玛尼对现有的技术已经归纳。用参数化方法成功表明, 在液压系统运作下周期输入信号检测泵故障时的一个可行的方法。另一方面, 谭和塞普瑞应用了沃尔德的非线性模型观念，在液压驱动系统中实施一项投资计划。Rajamani提出的观察器设计方法是李氏假设的一类非线性系统中的非线性设计方法。为了稳定分析目的, 有系统的方法来解决黎卡提不等式。非一般性的可视输入会引起不少物理问题。 然而，从控制合成问题中分离独立的观察问题的投入经常达到可观的特点。在一个系统可完全观察的条件下可以定义一个概念。这种方式被用于比非线性系统简单的双线性系统。基于状态空间分析的故障检测计划也一直在考虑, 并且各种非线性观察器已经为此制定为液压马达装载系统开发双线性故障检测观测器来检测泵轴转速传感器故障，就如改变了有效粘性系数一样。 在这个文件中事实上那种功能是可靠的，我们假设系统是可以检测到任何输入。然而, 在至少满足非线性条件的实际假设下我们已经构建了观察器。 事实上,这是一种延长观测。换句话说，我们考虑到实际理由削弱了可观察性概念。因此，作为体统任何可视化的输入都可以获得足够的输出。剩余一代对故障检测也是重要的，因为它知道系统的部位。然而，除了用统计决策方法之外，它并没有有关检测系统故障足够的信息。我们使用沃尔德的序贯试验提出残值评价，一个健全的统计方法来检测故障的出现。沃尔德的方法特点之一是若干实验要求不是预先确定的。在结果出来以前做出决定终止取决于每一个阶段。随后，在沃尔德的序贯检验常常比其他的测试程序节省约110%。 一个探测传感器如果作为暂时或永久损坏, 它应该自动停止系统正常运作,如果可能的话， 可以用一个或一个以上的传感器代替，即使一些元件在这一领域不存在，如在工业技术中的应用，尤其是在流体动力系统中仍然很少。此外，液压系统很复杂并且可以体验组件失效，在液压操控中，比如减少供应泵的压力，可能造成灾难性的后果。 在这项工作中，上述的技术通过使用一种特定类型的监管系统,解决了电液伺服定位系统。(一)用非线性观察器，(二)应用沃尔德的序贯法检测故障的出现。实验验证通过检测技术和观察。本文组织如下。该试验台和它的数学模型,描述在第2.段， 第3段相关的文献,并用描述的故障检测方法进行了非线性观测器的设计和分析。第4段用观察器性能仿真结